[發明專利]一種船舶操縱性水動力測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201811488698.0
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109799064B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 劉小健;范佘明;夏召丹;吳永順;陳禧
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七〇八研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明提供一種船舶操縱性水動力測試裝置及方法，涉及船舶性能測試領域，包括船模、數據采集模塊及數據處理模塊，所述數據采集模塊安裝于所述船模上，所述數據處理模塊連接所述數據采集模塊；所述數據采集模塊包括兩船體力傳感器、一三分力舵力傳感器和一槳動力儀，分別用于采集船體的水動力數據、舵的水動力數據和槳的水動力數據；所述數據處理模塊接收所述數據采集模塊采集的所述水動力數據，并對所述水動力數據進行數據回歸分析獲取水動力導數；本發明提高了船舶操縱性水動力測試的試驗精度，節約了試驗時間及試驗成本，且結構簡潔、可操作性強，有非常好的應用前景。

技術領域

本發明屬于船舶性能測試領域，涉及船舶操縱性領域，尤其涉及一種船舶操縱性水動力測試裝置及方法。

背景技術

船舶操縱性是指船舶借助其控制裝置來改變或保持其運動速率、姿態和方向的性能。船舶操縱性作為船舶性能研究的重點，關系到船舶的營運安全，是影響船舶安全航行的重要因素之一，準確的性能預報可以降低船舶相互碰撞的風險。

在船舶研制階段，國內外主要采用數值計算或者約束模型試驗的方法獲取船舶操縱性水動力導數，而數值計算的方法存在計算精度和耗時長等問題，因此，目前主要采用約束模型試驗的方法獲取船舶操縱性水動力導數。所謂約束模型試驗的方法，是指通過機械的約束，強迫船模作規定的動作，根據試驗所得的參數進行水動力導數的計算，其中，如何建立操縱性運動數學模型并進行所有水動力導數的測量，是準確預報船舶操縱性的關鍵。

申請號為CN201410326819.7的專利公開了一種船模四自由度旋臂試驗裝置及方法，采用旋臂水池通過五種試驗工況下的旋臂試驗測量縱向、橫向、橫搖、艏搖上的水動力，并通過相應的操縱運動方程求取水動力導數的試驗方法，能夠預報船舶在所述四個方向上的操縱性能。但該專利的方法無法獲得至關重要的船體縱向、橫向和搖首等方向的加速度水動力導數，降低了船舶操縱性的性能預報的精度。此外，目前國內的拖曳水池拖車只順開進行船模操縱性水動力測試，而拖曳水池少則幾百米，單一方向的測試增加了測試時間和試驗成本。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種船舶操縱性水動力測試裝置及方法，解決現有技術中存在的問題。

本發明所述一種船舶操縱性水動力測試裝置，包括船模、數據采集模塊及數據處理模塊，所述數據采集模塊安裝于所述船模上，所述數據處理模塊連接所述數據采集模塊；

所述數據采集模塊包括兩船體力傳感器、一三分力舵力傳感器和一槳動力儀，分別用于采集船體的水動力數據、舵的水動力數據和槳的水動力數據；

所述數據處理模塊接收所述數據采集模塊采集的所述水動力數據，并對所述水動力數據進行數據回歸分析獲取水動力導數；

所述船模放置于測試水池中，于所述測試水池上方設置一拖曳水池拖車，于所述拖曳水池拖車尾部的垂直面板上設置一平面運動機構，所述平面運動機構連接一直線軸承，所述直線軸承兩端分別設置一升沉桿，每個所述升沉桿各連接一萬向節支座，所述萬向節支座連接所述船模；

于每個所述升沉桿上設置一所述船體力傳感器，所述船體力傳感器一端與所述升沉桿固連，另一端與所述萬向節支座相連；

于所述船模上設置一舵桿，所述舵桿穿過所述船模上的舵孔，所述舵桿一端連接一舵，另一端連接所述三分力舵力傳感器，所述三分力舵力傳感器安裝于所述舵孔位置；

于所述船模上設置一槳軸，所述槳軸穿過所述船模上的槳軸孔，所述槳軸一端向外連接一槳，另一端向內連接所述槳動力儀。

優選的，所述三分力舵力傳感器通過舵轉向裝置與所述船模相連，且所述三分力舵力傳感器隨所述舵轉向裝置轉動。

優選的，于水平方向，所述升沉桿與所述平面運動機構的搖首中心之間的距離可調；于垂直方向，所述升沉桿可自由滑動。

優選的，所述萬向節支座的縱傾自由，橫傾鎖定。