[發明專利]一種用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 201811289357.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109466696A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 劉小健;聶軍;吳永順;張晨亮;范佘明;夏召丹
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: B63B9/02
• 分類號: B63B9/02;B63B9/08
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

1.一種用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，包括船模(1)，其特征在于，所述船模(1)內部設有強制橫搖機構(2)，所述強制橫搖機構(2)包括從右至左依次連接的電機(201)、減速齒輪箱(202)、過渡軸(203)、扭矩傳感器(204)以及橫搖法蘭(205)；所述強制橫搖機構(2)的下端面通過支座(3)與所述船模(1)內部的上端面固定連接，所述橫搖法蘭(205)通過垂直桿(4)與垂直桿支架(5)連接，所述垂直桿支架(5)設于所述橫搖法蘭(205)的正上方，所述垂直桿支架(5)頂部的左右兩端與中央側橋(6)固定連接，所述電機(201)與控制器(7)連接，由所述控制器(7)控制所述電機(201)轉動，轉動信號再反饋到所述控制器(7)；所述扭矩傳感器(204)和所述電機(201)與數據采集處理平臺(8)連接，通過所述數據采集處理平臺(8)采集所述扭矩傳感器(204)和所述電機(201)上的信號。

2.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述垂直桿支架(5)頂部的左右兩端均通過螺栓與所述中央側橋(6)固定連接。

3.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述橫搖法蘭(205)與所述垂直桿(4)固定連接，所述橫搖法蘭(205)與所述垂直桿(4)的接觸端面為方形，所述船模(1)沿水池長度方向或垂直于水池長度方向安裝。

4.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述橫搖法蘭(205)的左端面設有兩個角度限位儀(9)。

5.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述船模(1)的內底面平整，所述支座(3)左右對稱安裝于所述船模(1)內部的中縱剖線上。

6.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述電機(201)的軸心與所述船模(1)的重心等高。

7.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述船模(1)內部嵌設有若干配重砝碼。

8.根據權利要求1所述的用于船舶橫搖水動力測量的試驗裝置，其特征在于，所述電機(201)與所述控制器(7)通過信號線相連，所述扭矩傳感器(204)和所述電機(201)與數據采集處理平臺(8)通過信號線相連。

9.一種如權利要求1-8任一項所述用于船舶橫搖水動力測量的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、通過標準砝碼給所述船模(1)進行配重，對所述船模(1)的重心和慣量進行調節；

步驟二、對所述船模(1)進行稱重后，放入水池中，調節好船模(1)的水線位置，通過升降所述中央側橋(6)使所述中央側橋(6)的下端面與所述橫搖法蘭(205)的上端面對齊，并鎖定該位置；

步驟三、通過所述控制器(7)開啟所述電機(201)后，通過橫向移動所述船模(1)上的所述標準砝碼，讀取移動之前和之后的橫搖角，以及所述標準砝碼移動距離，算出所述船模(1)的實際初穩性高h；

步驟四、通過橫搖曲線，獲得所述船模(1)的橫搖固有周期；通過橫搖衰減曲線，回歸分析得到橫搖阻尼和附加慣量；

步驟五、確定強制橫搖周期，通過步驟四獲得的所述船模(1)的所述橫搖固有周期以后，以此為參照，在其附近設置強制橫搖周期，開展不同橫搖周期的強制橫搖試驗，一般不少于5個周期，測得橫搖角和橫搖力矩時歷；

步驟六、將步驟三中得到的所述初穩性高h，和步驟五中采集到的所述橫搖角和橫搖力矩時歷，采用極性分析方法和最小二乘法回歸分析方法，按橫搖運動方程得到船模的橫搖阻尼以及附加慣量，分別為2N、B以及