[發明專利]一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202111121239.0
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN113799941B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張阿漫;隋宇彤;明付仁;李帥;張曉龍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B71/20
• 分類號: B63B71/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明提供了一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置及方法，實驗裝置包括船模、透明水池、水池支架、高速攝像機、重物、三個小支架、四個船模定滑輪、兩個重物定滑輪、兩根船模固定線、重物固定線和重物牽引線，船模側面設有破口，破口通過隔水層密封，水池支架設置在透明水池的上端面，船模設置在透明水池內，高速攝像機設置在透明水池外，高速攝像機記錄船模進水過程，重物設置在透明水池外，船模通過兩根船模固定線吊裝，重物通過重物牽引線與隔水層固定連接，重物固定線的一端與重物牽引線連接，另一端與兩根船模固定線的連接處連接。本發明可以使船模有吃水的初始狀態下，實現拍攝船模突然出現側面破口進水沉沒的過程。

技術領域

本發明屬于船舶與海洋工程技術領域，尤其是涉及一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置及方法。

背景技術

船舶在海中航行可能會遇到碰撞、擱淺等多種危險狀況，這些都可能會造成船舶損傷，在很大程度上影響了船舶的浮態和穩態，對船舶和人的生命安全造成極大的威脅。因此，在發生沉船事故時，要立即對船舶的浮態、剩余浮力、剩余強度和沉沒時間進行評估，以制定合理的救援計劃。因此，研究破損船舶的運動形態非常有意義，但是破損船舶的內部流動、船體和其他載荷等多種非線性因素相互耦合作用使船舶的運動形態極其復雜。并且，在水流撞擊船體艙壁時會發生飛濺等現象，這些非線性的現象難以通過數值模擬來實現，因此有必要進行相關的模型實驗來研究船舶破艙進水后水在船體的內部流動狀況、船體沉沒過程等相關現象。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置及方法，可以使船模有吃水的初始狀態下，實現拍攝船模突然出現側面破口進水沉沒的過程。

本發明專利通過如下技術方案進行目的的實現：

一種模擬船艙結構破艙進水的實驗裝置，包括船模、透明水池、水池支架、高速攝像機、重物、三個小支架、四個船模定滑輪、兩個重物定滑輪、兩根船模固定線、重物固定線和重物牽引線，所述的船模側面設有破口，所述破口通過隔水層密封，所述的水池支架設置在透明水池的上端面，所述的船模設置在透明水池內，所述的高速攝像機設置在透明水池外，所述的高速攝像機記錄船模進水過程，所述的重物設置在透明水池外；

所述的水池支架包括兩個橫梁和五個縱梁，兩個橫梁和其中兩個縱梁圍成框型結構并安裝在透明水池的上端面上，另三個縱梁的兩端分別與兩個橫梁固定，在相鄰的兩個縱梁的上表面平行安裝三個小支架，下表面安裝四個船模定滑輪，在另一個縱梁的上表面和與另一個縱梁臨近的作為框型結構的縱梁的上表面分別安裝一個重物定滑輪；每個小支架的中部設有一個U型架；

在船模的前端部和后端部分別纏繞一根船模固定線，兩根船模固定線分別繞過相對應位置的船模定滑輪后繞過各自側的小支架上的U型架，最終兩根船模固定線在位于中間的小支架上的U型架處交匯連接，所述的重物通過重物牽引線依次繞過兩個重物定滑輪后與隔水層固定連接，重物固定線的一端與重物通過牽引線連接，重物固定線的另一端與兩根船模固定線的連接處連接；

初始時，所述船模有吃水，且兩根船模固定線吊裝船模位于透明水池內自由水面的中心處。

進一步的，四個船模定滑輪的安裝位置與布局與船模的長度及寬度相適應。

進一步的，透明水池內水面高度為透明水池高度的3/4。

進一步的，所述船模固定線設置在船模的外側。

進一步的，所述高速攝像機位于船模開有破口的一側。

進一步的，所述隔水層粘貼在船模的破口處，所述隔水層帶有塑料保護膜。

進一步的，所述實驗裝置通過改變另外三個縱梁之間的距離對不同主尺度的船模進行實驗。

進一步的，所述船模固定線、重物牽引線和重物固定線均為透明塑料質地線。

進一步的，所述透明水池由有機玻璃制作。