[發(fā)明專利]一種實驗港池內船舶水流力快速測量裝置

有效

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• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109436193B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 鄭金海;竇朋;薛米安;張弛;嚴士常;栗珂
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B63B71/20
• 分類號: B63B71/20;E02B1/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種實驗港池內船舶水流力快速測量裝置，包括若干根支撐桿，支撐桿豎直設置在實驗港池內，支撐桿頂部均安裝有滑輪，滑輪上可升降的吊設有流動隔離器，流動隔離器通過滑輪套設在支撐桿外。支撐桿所圍成的區(qū)域內設置有船模，船模上豎直設置有導軌，導軌頂端安裝有可驅動導軌轉動的旋轉器，旋轉器與支撐桿固定連接。船模上安裝有壓力傳感器，流動隔離器所圍成的區(qū)域內設置有流速儀和波高儀，壓力傳感器、流速儀和波高儀均連通計算機。本發(fā)明通過流動隔離器升降可以實現(xiàn)內部流場的快速靜止，提高試驗效率和精度，并且充分考慮到地形及水位變化對船舶水流力帶來的影響，為船舶型線設計及碼頭系泊設計提供了快速有效的試驗比選方案。

技術領域

本發(fā)明屬于船舶與海洋工程領域，尤其是涉及船舶阻力性能的測試領域，具體為一種實驗港池內船舶水流力快速測量裝置。

背景技術

船舶水流力是指水對船體水線以下部分產生的作用力，隨著流向角改變可分為橫向水流力和縱向水流力，船體水下迎流面直接決定了其水流力的變化趨勢。規(guī)范中所給出的水流力經驗公式逐漸不能滿足船舶設計的精確性和新型船舶的型線變化。在傳統(tǒng)測試方法中，往往是先確定壓載和吃水，將船舶固定在測量臺上，但這樣忽略了水位變化對船舶水下體積的影響，并且不能考慮到水流波動對船舶運動姿態(tài)的改變。

船舶水流力是衡量船舶水動力性能的重要指標，合理的型線設計將有助于減少船舶阻力，并且船舶水流力計算在碼頭系泊系統(tǒng)設計及船舶動力定位方面都有重要作用。但傳統(tǒng)在拖曳水池中進行的水流力測試中，水體是靜止的，與實際情況下流體的水運動學條件不符，而且等待水面靜止需要較長時間，降低測試效率。另外拖曳水池無法考慮地形對流體擾動而產生的影響，尤其是在碼頭系泊試驗中，航車難以布置眾多的防撞墊及系纜點。

在實驗港池中進行試驗時，傳統(tǒng)方法通常需要在地基上用石墨打上旋轉角度標識，或者用打入膨脹螺絲固定標識線來用作改變流向的參考依據(jù)，但在運用中往往標識的角度有限，且因水的沖刷和折射現(xiàn)象必然對試驗精度造成影響，甚至對地基造成破壞。在改變試驗工況時需要對儀器在靜水條件下調零，而由于水池面積較大，等待水面平靜需要大量時間，因而限制了試驗效率和精度。目前現(xiàn)有的儀器設備還并不能提供一種實驗港池中船舶水流力計算快速試驗裝置及方法，這對模擬真實海況、地形下船舶不同轉角下水流力特性帶來了困難和挑戰(zhàn)。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決上述問題，提供一種實驗港池內船舶水流力快速測量裝置，可以實現(xiàn)在船舶水流力測試中對儀器快速調零及變更流向角，同時考慮船模升沉運動，輸出實時壓力、流速、水位進行數(shù)據(jù)處理分析。

本發(fā)明解決其技術問題是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種實驗港池內船舶水流力快速測量裝置，包括若干根支撐桿，所述支撐桿豎直設置在港池內，所述支撐桿圍繞成矩形，所述支撐桿頂部均安裝有滑輪，所述滑輪上可升降的吊設有環(huán)形的流動隔離器，所述流動隔離器通過滑輪套設在支撐桿外；

所述支撐桿所圍成的區(qū)域內設置有船模，所述船模上豎直設置有導軌，所述導軌頂端安裝有可驅動導軌轉動的旋轉器，所述旋轉器與支撐桿固定連接；

所述船模上安裝有壓力傳感器，所述壓力傳感器連通外界的計算機；

所述流動隔離器所圍成的區(qū)域內設置有流速儀和波高儀，所述流速儀和波高儀均連通計算機。

進一步的，所述流動隔離器外切于支撐桿所圍成的矩形框。

進一步的，所述流動隔離器上開設有通孔。

進一步的，所述透明環(huán)為透明結構。

進一步的，所述壓力傳感器包括橫向壓力傳感器和縱向壓力傳感器，所述縱向壓力傳感器分別安裝在船模的迎流面和背流面，所述橫向壓力傳感器分別安裝在船模上與縱向壓力傳感器相鄰的兩側。

進一步的，所述旋轉器上標示有顯示旋轉角度的刻度。