[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

本發明一種用于船舶橫搖水動力測量的試驗模型，包括船模，船模內部設有強制橫搖機構，強制橫搖機構包括從右至左依次設有電機、減速齒輪箱、過渡軸、扭矩傳感器以及橫搖法蘭，強制橫搖機構的下端面通過支座與船模內部的上端面固定連接，橫搖法蘭通過垂直桿與垂直桿支架連接，垂直桿支架設于橫搖法蘭的正上方，垂直桿支架頂部的左右兩端與中央側橋固定連接，電機與控制器連接，控制器與控制軟件連接，通過控制軟件發出指令，由控制器控制電機轉動，轉動信號再反饋到控制軟件；本發明用于船舶橫搖水動力測量的試驗模型，采用極性積分分析法，確定船舶操縱與耐波性運動方程中的橫搖附加慣量和阻尼系數，提高了船舶橫搖水動力試驗技術和橫搖運動預報水平。

技術領域

本發明涉及一種試驗方法，尤其涉及一種用于船舶橫搖水動力測量的試驗方法。

背景技術

船舶耐波性和操縱性數值模擬時涉及到兩個非常重要的參數，橫搖附加慣量與橫搖阻尼。在數值計算方面，使用勢流理論會過高估算這些參數，因為這明顯受到粘性的影響，目前國內外在嘗試采用粘流方法求解橫搖阻尼，但由于計算流場的復雜性，沒有較大的進展。在模型試驗方面，這些參數可以通過零航速時的自由橫搖試驗分析得到，即事先將船模壓到某一個橫傾角，放開船模后自由橫搖，并逐步衰減，但是船模在壓到某一橫傾角的過程中容易產生橫向移動，除此之外，船舶高速航行時的橫搖以及癱船時發生40度以上大角度橫搖，傳統測量方法已不再適用這些情況，難以對船舶運動進行準確預報。

在試驗數據分析方面，對于大角度橫搖產生的橫搖力矩時歷不再是簡諧曲線，采用傳統的相位分析法不再合適。

綜上，現有相位分析法普遍存在以下問題：1.橫搖以及癱船時發生40度以上大角度橫搖的情況無法適用；2.難以對船舶運動進行準確預報；3.船模在壓到某一橫傾角的過程中容易產生橫向移動。

因此，針對現有相位分析法橫搖以及癱船時發生40度以上大角度橫搖的情況無法適用、難以對船舶運動進行準確預報以及船模在壓到某一橫傾角的過程中容易產生橫向移動等問題，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明為解決現有相位分析法橫搖以及癱船時發生40度以上大角度橫搖的情況無法適用、難以對船舶運動進行準確預報以及船模在壓到某一橫傾角的過程中容易產生橫向移動等問題，提供了用于船舶橫搖水動力測量的試驗模型及方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

提供了一種用于船舶橫搖水動力測量的試驗模型，包括船模1，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包括從右至左依次設有電機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。

進一步地，所述垂直桿支架5頂部的左右兩端均通過螺栓與中央側橋6固定連接。

進一步地，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。

進一步地，所述橫搖法蘭205的左端面設有兩個角度限位儀9。

進一步地，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。

進一步地，所述電機201的軸心與所述船模1的重心等高。

進一步地，所述船模1內部嵌設有若干配重砝碼。