[實用新型]一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置及模擬裝置

有效

• 申請號: 201821380308.3
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN208921393U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 谷云慶;余松偉;夏軻;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;G01N19/02
• 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

一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置及模擬裝置，所述測試裝置包括：殼體，具有進水端、出水端和試驗腔，并且進水端、出水端均與試驗腔連通；直線驅動裝置，包括驅動電機、滾珠絲桿副組件以及推動部件；彈性變形壁面調節裝置，設置在殼體的試驗腔內；測量裝置，設置在位于下游末端的支撐組件與殼體側壁之間；所述模擬裝置包括包括變形壁面流體摩擦阻力測試裝置、進水管路系統、出水管路系統、抽水裝置以及儲水裝置。本實用新型有益效果是：本裝置不需要更換表面即可形成不同彎曲變形程度的壁面，降低了試驗成本，節約了操作時間，調節過程簡單；可以調節變形程度的壁面減阻效果測試裝置，通過調節彈簧壓縮長度控制變形壁面彎曲變形程度，操作方便。

技術領域

本實用新型涉及一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置及模擬裝置。

背景技術

湍流減阻一直是國內外學者研究的熱點問題，通過對海豚游動中的減阻現象的研究，發現其表皮會發生變形，能夠減小阻力。目前對于變形壁面的研究大多依靠數值模擬和模型試驗。數值模擬通過在控制器上建模分析，成本低，因此應用廣泛。但由于變形壁面相較平面結構更復雜，僅依靠模擬難以得到準確的結果，仍需要通過試驗平臺驗證結果的正確性。目前用于測試變形壁面流體摩擦阻力的裝置在測試不同波形的壁面時大多需要更換試驗表面。因此研發設計一臺操作方便，壁面變形可調的小型測試裝置對于變形壁面減阻效果的研究具有一定的積極意義。

發明內容

為了解決目前測試不同波形壁面更換待測壁面模型的問題，本實用新型提出了一種可以調節變形程度的壁面減阻效果測試裝置，通過調節彈簧壓縮長度控制變形壁面彎曲變形程度，操作方便。

本實用新型所述的一種變形壁面流體摩擦阻力測試裝置，其特征在于，包括：

殼體，具有進水端、出水端和試驗腔，并且進水端、出水端均與試驗腔連通；

直線驅動裝置，包括驅動電機、滾珠絲桿副組件以及推動部件，其中驅動電機的輸出軸與滾珠絲桿副組件的絲桿一端相連，用于將旋轉驅動力轉換為殼體軸向直線往復運動；推動部件安裝在滾珠絲桿副上的滑動件相連，其推動端密封貫穿殼體后與彈性變形壁面調節裝置的推動面接觸，用于推動殼體內的彈性變形壁面調節裝置運動；

彈性變形壁面調節裝置，設置在殼體的試驗腔內，包括用于產生波形面的彈性表面、用于使水流平穩地從平面流動過渡到波形面流動的剛性平面組件和用于調整彈性表面的彎曲程度的支撐組件，彈性表面設置在支撐組件的頂部，且彈性表面的上下兩端面均與殼體的上下壁面間留有供水流過的通道；所述剛性平面組件設置在試驗腔的進水端，其中一端面與伸入殼體內的推動部推動端接觸，另一端面通過螺紋連接桿與支撐組件上游端相連；所述剛性平面組件、支撐組件均與殼體試驗腔底面滑動連接；

測量裝置，設置在位于下游末端的支撐組件與殼體側壁之間，用于測量殼體內通水前后阻力變化。

滾珠絲桿副組件包括支撐臺、絲桿和滑臺，其中絲桿沿殼體軸向水平架設在支撐臺上，并保持絲桿與支撐臺轉動連接，使得絲桿可繞其自身中心軸周向旋轉；絲桿一端與驅動電機的輸出軸相連，絲桿上套接與其螺紋連接的滑臺，用于將絲桿的周向旋轉轉換成滑臺沿絲桿軸向的直線運動；滑臺上安裝用于推動剛性平面組件移動的推動部件；推動部件包括推桿、推桿固定塊以及緊固螺母，所述推桿固定塊與滑臺固接，推桿一端通過緊固螺母水平安裝在推桿固定塊上，另一端從殼體試驗腔側壁的通孔穿入后與作為推動面的剛性平面組件接觸。

剛性平面組件包括剛性平面、螺紋連接桿、第一支撐板以及第一滾輪組件，所述剛性平面前后兩端分別架裝在第一支撐板的頂端、相鄰支撐組件的頂端，并保持剛性平面沿殼體軸向水平布置；第一支撐板的底端設有用于與試驗腔底面滑動連接的滾輪組件；第一支撐板與殼體中心軸垂直，并且第一支撐板與相鄰的支撐組件之間通過螺紋連接桿平行相連。