[發明專利]一種可實現射流的水翼表面流體阻力測試裝置

在審

• 申請號: 201810978268.0
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108982060A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 谷云慶;夏軻;余松偉;牟介剛;吳登昊;鄭水華;周佩劍;章子成
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

一種可實現射流的水翼表面流體阻力測試裝置，包括：架體，包括帶有工作平臺的試驗平臺支座以及安裝在工作平臺上的位置調整裝置；動力傳輸系統，包括驅動裝置、扭矩信號采集單元和力傳遞單元，驅動裝置、扭矩信號采集單元同軸安裝在位置調整裝置的移動件上；水翼試驗樣件測試系統，包括用于密封的密封筒組件、用于安裝水翼試驗樣件的試驗筒組件以及用于向試驗筒組件內腔引入水的引水單元；供水系統，包括水泵、第一進水管、第二進水管以及第一出水管、第二出水管和水槽。本發明的有益效果是：體積小、結構緊湊簡單、所需成本低、操作簡單、試驗性能強、不受周圍試驗環境限制以及方便水翼試驗樣件裝卸。

技術領域

本發明涉及一種可實現射流的水翼表面流體阻力測試裝置。

背景技術

近年來，仿生學一直是國內外科研人員研究的熱點問題之一。如從鯊魚呼吸過程中的鰓裂射流功能得到啟發衍生而來的仿生射流表面減阻技術，該減阻技術的減阻效果明顯，是一種有效的主動控制方法，其射流作用能夠優化壁面流體邊界層結構繼而實現減小固體壁面的流體摩擦阻力目的，若能將該減阻技術應用與水下航行器等船體表面的減阻上，對于提高船舶速度、節約能源等具有重要作用，同時具有一定的軍事作用。一直以來對仿生射流表面減阻技術的研究相對較少，當前針對射流的研究主要集中在高超聲速飛行器方面及噴水推進等領域，同時現有的流-固阻力測試裝置主要通過水洞、風洞和水池這三種設備進行試驗。試驗方法作為研究流體減阻的重要手段，對推進流體減阻實現節能降耗這一方面有著至關重要的作用。但水洞、風洞和水池這三種傳統試驗裝置普遍存在占地廣、成本高、操作復雜以及試驗條件控制困難等一系列的局限和限制，同時難以實現對仿生射流表面的阻力進行測試，而如今的一些小型流體性能測試試驗裝置大多基于封閉圓管結構，在實際試驗過程中不易于安裝與拆卸。因此在研究仿生射流表面減阻特性中急需要一套小型成本低并且能夠實現射流的試驗裝置。

發明內容

針對現有的流體阻力測試裝置占地大、成本高、操作繁瑣、不易于安裝和拆卸、難以實現對射流表面測阻等問題，本發明提出了一種可實現射流的水翼表面流體阻力測試裝置，目的是在解決在實現對射流表面結構減阻效果進行評估的基礎上，還能夠實現對其他不同結構的表面減阻效果進行評估。對于水翼試驗樣件表面可以加工不同形狀，如光滑表面、凸起結構等，通過數據采集系統采集試驗裝置中的不同水翼試驗樣件的減阻率，進行數據對比，得到不同表面結構的減阻效果，從而研究射流表面結構的減阻特性。

本發明所述的一種可實現射流的水翼表面流體阻力測試裝置，其特征在于，包括：

架體，包括帶有工作平臺的試驗平臺支座以及安裝在工作平臺上的位置調整裝置，其中位置調整裝置的固定件鋪裝在工作平臺上，固定件上配裝可沿固定件軸向滑動的移動件，用于調整動力傳輸系統以及水翼試驗樣件測試系統安裝位置；

動力傳輸系統，包括驅動裝置、扭矩信號采集單元和力傳遞單元，驅動裝置、扭矩信號采集單元同軸安裝在位置調整裝置的移動件上，并且驅動裝置的動力輸出端與扭矩信號采集單元的動力輸入端相連，扭矩信號采集單元的動力輸出端通過力傳遞單元與水翼試驗樣件測試裝置的輸入齒輪軸相連，用于將驅動裝置的旋轉驅動力傳輸至水翼試驗樣件測試系統的輸入單元；

水翼試驗樣件測試系統，包括用于密封的密封筒組件、用于安裝水翼試驗樣件的試驗筒組件以及用于向試驗筒組件內腔引入水的引水單元，所述密封筒組件的頂部和底部均設有可與其內腔連通的出水口；所述密封筒組件的一端部分別與所述力傳遞單元的動力輸出端密封轉動連接，另一端與引水單元密封固接；試驗筒組件置于密封筒組件內腔，并固裝在伸入密封筒組件內腔的力傳遞單元端部；引水單元軸向設有用于供水的貫通孔，且貫通孔的進水端與供水系統管路連通，出水端貫穿密封筒組件后通入試驗筒組件密封轉動連接，保證試驗筒組件在力傳遞單元帶動下可繞其自身中心軸周向旋轉；