[發明專利]一種船模橫截面流場或氣泡場測試方法

有效

• 申請號: 202011022876.8
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112141290B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 姚熊亮;馬貴輝;黃祥宏;欒景雷;戴捷;王志凱;秦再白;孫龍泉;陳錦;李文朋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B71/10
• 分類號: B63B71/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于船舶與海洋工程技術領域，具體涉及一種船模橫截面流場或氣泡場測試方法。本發明實現了對船體氣泡時空分布的測量，可用于研究船體產生氣泡沿船底的分布規律。本發明結構簡單、布置合理，能夠將截面上氣泡的分布情況轉化可供分析的數學模型，為研究氣泡沿船底的分布規律而提供了有效的技術方案。

技術領域

本發明屬于船舶與海洋工程技術領域，具體涉及一種船模橫截面流場或氣泡場測試方法。

背景技術

目前市面所用的流場測量設備可拍攝船模縱向流場，不能拍攝船模橫向流場或氣泡場。但是船模橫剖面橫向流場和氣泡場信息對于船模型線設計極其重要，因此迫切需要可拍攝船模橫向流場的裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供可實現對船體氣泡時空分布的測量，進而研究船體產生氣泡沿船底的分布規律的一種船模橫截面流場或氣泡場測試方法。

本發明的目的通過如下技術方案來實現：測試系統包括循環水槽、高速攝像機、常亮激光片光源和船模；所述的循環水槽中設有循環水裝置和氣泡發生裝置；包括以下步驟：

步驟1：根據船模橫斷面尺寸制作靶板，在靶板其中一面繪制尺寸一致的兩種顏色相間的網格；

步驟2：將靶板垂直于水面置于循環水槽中；

步驟3：布置高速攝像機，調節高速攝像機的仰角使靶板帶有網格的一面完整的顯示在高速攝像機拍攝的照片中；

步驟4：布置常亮激光片光源，調節常亮激光片光源的放置位置和對焦位置使片光源與靶板所在平面重合；

步驟5：使用高速攝像拍攝靶板照片作為氣泡空間分布尺寸及坐標的定量化標尺；

步驟6：在船模需研究氣泡分布的部位涂覆黑色啞光漆；移走循環水槽中的靶板，將船模沿垂直于片光源的方向置于循環水槽中，使涂覆有黑色啞光漆的船模截面與步驟4中靶板所在平面重合；

步驟7：開啟水槽中的循環水裝置和氣泡發生裝置，調節常亮激光片光源的功率、高速攝像機的曝光參數和燈光強度，使高速攝像機拍攝的照片中氣泡清晰可辨；

步驟8：將高速攝像機在一段時間內拍攝的氣泡分布照片整合為一張照片，得到該時段內氣泡的整體分布情況；記錄某一時刻船模截面上的氣泡分布，得到該截面上氣泡的單幀時空分布；將靶板照片同氣泡分布照片整合，對靶板照片中的網格進行數字化的直角坐標變換，提取氣泡在靶板平面上的數字坐標，將氣泡分布情況轉化為數學模型。

本發明的有益效果在于：

本發明實現了對船體氣泡時空分布的測量，可用于研究船體產生氣泡沿船底的分布規律。本發明結構簡單、布置合理，能夠將截面上氣泡的分布情況轉化可供分析的數學模型，為研究氣泡沿船底的分布規律而提供了有效的技術方案。

附圖說明

圖1為靶板結構示意圖。

圖2為測試與分析系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步描述。

本發明涉及一種船模橫截面流場或氣泡場測試方法，屬于船舶與海洋工程技術領域。本發明是為研究船體產生氣泡沿船底的分布規律而提供的一種流場測試與分析技術，實現了對船體氣泡時空分布的測量。

一種船模橫截面流場或氣泡場測試方法，包括靶板制作、常亮激光片光源調節、高速攝像參數調節、船模、實驗數據后處理方法，所述靶板垂直置于水槽內，用于標定氣泡在該平面的位置坐標；所述常亮激光片光源照亮流經靶板所在平面的示蹤粒子氣泡；所述高速攝像機經位置、參數調整后拍下特定時刻氣泡在靶板所在平面上的分布情況；所述船模涂黑色啞光漆置于循環水槽中，移動船模可得到涂漆部分各截面的氣泡分布；所述實驗數據后處理方法包括全時段合成和單幀時空分布。