[發明專利]波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201711078267.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107891946B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 駱婉珍;郭春雨;吳鐵成;趙大剛;佘文軒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B9/00
• 分類號: B63B9/00;G01M10/00;G01P5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置及測量方法，包括PIV數據采集與信號調整電腦、激光傳感器、PIV測量系統、激光信號接收與信號觸發標志板、信號同步器、船模運動升沉桿和縱搖角度軸編碼器，縱搖角度軸編碼器設置在船模上，船模運動升沉桿設置在縱搖角度軸編碼器上方，激光信號接收與信號觸發標志板設置在船模運動升沉桿上，當激光傳感器發射的激光光信號經過標志板上的銀色標記線時形成信號觸發通路，觸發信號被發送給同步器，同步器接收到受縱搖運動與升沉運動發出的信號并觸發PIV流場測量系統，PIV測量系統開始工作并采集圖片。本發明為避免了人為信號觸發干擾以及運動位置與測量位置不同步問題。

技術領域

本發明涉及一種波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置及測量方法，屬于船舶試驗流場測量領域。

背景技術

船舶在設計過程中，關于船舶在波浪中的姿態和性能研究非常重要。為了研究船舶在波浪中的推進性能，很有必要測量船舶在波浪中航行時螺旋槳盤面的流場速度。皮托管、LDV(單點測速技術)以及PIV(粒子圖像測速法)作為目前細節流場的測量與獲取的三種常用方式，隨著激光與圖像處理技術的發展，LDV與PIV逐漸取代了對待測流場具有接觸干擾的皮托管。相比于LDV的單點測量，對于進行船舶、螺旋槳尾流場等區域流場測量PIV得到了大量學者的廣泛應用。隨車式PIV系統也被廣泛的應用于測量船模在拖曳水池中航行時的流場，然而，傳統的隨車式PIV系統卻不能應用測量船模在波浪作用下的流場變化。因此，有必要設計出一種適用于波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置。本發明提出的波浪中PIV測量船舶尾流場的觸發裝置，能夠測量船舶在波浪中升沉運動下的尾流場，為波浪中船舶尾流場的測量提供了有效的測量方法。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置及測量方法。

本發明的目的是這樣實現的：波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置，其特征在于：包括PIV數據采集與信號調整電腦、激光傳感器、PIV測量系統、激光信號接收與信號觸發標志板、信號同步器、船模運動升沉桿和縱搖角度軸編碼器，所述縱搖角度軸編碼器設置在船模上，所述船模運動升沉桿設置在縱搖角度軸編碼器上方，所述激光信號接收與信號觸發標志板設置在船模運動升沉桿上，激光信號接收與信號觸發標志板是黑色背景板，且黑色背景板上設置有至少三行的銀色標記線，所述PIV測量系統包括PIV激光器和兩個相機，當激光傳感器發射的激光光信號經過銀色標記線時形成信號觸發通路，觸發信號被發送給同步器，同步器接收到受縱搖運動與升沉運動發出的信號并觸發PIV流場測量系統，PIV測量系統的PIV激光器和兩個相機開始工作并采集圖片。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置的測量方法，具體包括四個階段：

一.試驗準備階段

(a)根據試驗波浪工況的波高確定標志板上銀色標記線的間距和縱搖角度軸編碼器的特征角度；

(b)根據所要測量船舶截面的位置來確定船模運動升沉桿的安裝位置，安裝時保證船模運動升沉桿與水平面垂直；

(c)將激光傳感器、PIV數據采集與信號調整電腦、角度軸編碼器分別和同步器連接，使銀色標記線處于波峰、波谷與激光傳感器構成回路并產生信號

二.試驗調試階段

(a)拖車停靠在水池中段位置，進行無航速條件下測量系統調試；

(b)拖車鳴笛發車造波指示信號，造波室試驗員進行相應波浪工況造波；

(c)波浪傳遞至船模位置與模型發生相互作用，船舶發生升沉、縱搖運動，并分別進行純升沉運動狀態測量調試、純縱搖運動狀態測量調試以及升沉、縱搖耦合運動調試。