[發明專利]一種用于水翼動態振蕩性能測試的試驗裝置

有效

• 申請號: 202210176582.3
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114858408B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 黃濱;王璐;袁思歡;王鵬忠;吳大轉;何文生
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01M7/02;G01L25/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發明公開一種用于水翼動態振蕩性能測試的試驗裝置及測試方法，該裝置布置在水洞的蓋板兩端，通過連接在蓋板上的固定底板支撐。該裝置包括支撐系統、動力裝置、傳動機構、測量系統以及翼型組。本發明提出一種可更換渦流發生器的翼型加工方式，極大降低成本和試驗的復雜程度。本發明通過定量精確地控制翼型組的振蕩速度和角度，通過預先試驗消除翼型測試件本身重量和慣性載荷對試驗數據的影響，為研究翼型動態失速特性或空化以及不同結構和位置的渦流發生器對翼型動態特性的影響提供可靠的試驗數據。本發明結構簡單、緊湊、便于加工，節省空間，易于移動和拆卸，適用于翼型在水洞的動態失速性能試驗研究。

技術領域

本發明涉及水洞試驗技術領域，具體設計一種用于水翼動態振蕩性能測試的試驗裝置及測試方法。

背景技術

在水力機械研究中，動態失速現象受到了越來越多的重視，翼型的振蕩運動已經是研究動態失速發生的機理及抑制方法的重要方式。在目前國內的翼型水洞動態試驗中，采用的多是利用天平采集翼型振蕩時的載荷，這種方案無法采集翼型表面的壓力脈動，翼型表面壓力脈動可以直接反應動態失速渦的形成、發展、對流和脫落的相關特性。因此，采集翼型動態過程中表面的壓力脈動對于研究動態失速過程具有十分重要的意義。

渦流發生器可以有效抑制動態失速帶來的失速延遲、產生遲滯回線等不良影響，對相關水力葉輪機械裝置的可靠性和壽命提升具有很大幫助，故對安裝不同渦流發生器的翼型裝置進行水洞振蕩測試對于水力機械如潮流能水輪機等的研制都具有十分重要的意義。目前試驗時渦流發生器在水翼表面的安裝布置常用焊接或者直接粘接的方法，由于渦流發生器較小，焊接容易造成嚴重的變形和布置位置的嚴重偏差，直接粘接可能強度不夠，最終都可能導致試驗測試可能出現偏差，因此對渦流發生器的安裝方法有效改進具有非常重要的意義。

發明內容

為了更便于進行翼型水洞的振蕩試驗測試，以及解決測試多個渦流發生器時翼型加工困難以及成本較高的問題，本發明提供一種用于水翼動態振蕩性能測試的試驗裝置及測試方法，可實現翼型的定量精準振蕩測試和便于更換不同渦流發生器。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種用于水翼動態振蕩性能測試的試驗裝置，該裝置包括支撐裝置、聯軸器一、扭矩傳感器、聯軸器二、舵機、舵機支架和待測試翼型組；

所述支撐裝置用于固定在水洞的側壁上；

所述舵機支架底部固定在所述支撐裝置上，所述舵機固連在所述舵機支架上；所述舵機的輸出端通過所述聯軸器二連接所述扭矩傳感器，所述扭矩傳感器又通過所述聯軸器一與所述待測試翼型組的轉軸固定；

所述待測試翼型組包括翼型組主體、翼型組分體、翼型組蓋板和渦流發生器；所述翼型組分體可拆卸地嵌套在所述翼型組主體的吸力面上開設的凹槽中，且位于側面的翼型組蓋板將所述翼型組分體固定在所述翼型組主體的凹槽中，所述翼型組主體、所述翼型組分體、翼型組蓋板共同形成一個表面光滑且內部帶有空腔的翼形殼體；

所述翼型組分體上沿展向上開設有多個渦流發生器安裝槽，每個渦流發生器安裝槽安裝一個所述渦流發生器；所述翼型組主體和所述翼型組分體沿著翼形弦向開設有多個壓力脈動傳感器安裝槽，每個壓力脈動傳感器安裝槽中安裝一個壓力脈動傳感器。

進一步地，所述翼型組分體有多個，每個翼型組分體上的渦流發生器的安裝角度和弦向的安裝位置不同，使得每個翼型組分體和翼型組主體結合后，能夠在翼形表面產生不同的渦流。

進一步地，所述舵機支架為高度可調節的支架，從而使所述舵機能夠適應不同的高度。

進一步地，所述待測試翼型組的的轉軸為空心軸，用于布置所述壓力脈動傳感器的信號線。

一種水翼動態振蕩性能測試方法，該方法基于上述的裝置來實現，該方法包括如下步驟：

步驟一：試驗前對扭矩傳感器和各個壓力脈動傳感器進行校正，得到傳感器的校正系數；