[发明专利]一种三体船主片体间精细流场的测量系统

说明书

本发明为一种获取三体船主片体间精细流场的测量系统，包括空管连接件、三体船模型、连接板、四自由度适航仪、导向装置、侧桥、水下PIV流场测量系统3、示踪粒子播撒装置、数据采集分析系统。步骤如下：按照三体船片体的型线图，加工一个透明片体1；再对主体2和另一个片体进行加工；搭接三体船模型；测量三体船模型重量，计算三体船模型所需压载；水下PIV流场测量系统3采取非标准型标定，建立逆向扭曲空间坐标系，通过光学计算得出相应点的坐标位置，修改空间对应关系在水下PIV流场测量系统3中显示并计算实际流场。本发明结构简单，可操作性强，测量精度高，为获取多体船主体与片体之间、片体与片体之间流场的模型实验方案提供了新的思路。

技术领域

本发明属于舰船水动力性能领域，具体涉及一种三体船主片体间精细流场的测量系统。

背景技术

船舶与海洋工程流体力学基础问题已经由传统的力与力矩的宏观获得转变为对精细流场的测量，人们试图找出改变物体运动的最根本属性，希望获得流体的流动细节，完整绕流场的获得对于多体船的研究更是有着重要的意义。ITTC组织自第25届开始专门成立了精细流场测量研究组，组织世界各国致力于流体力学基础研究的专家、学者开展对此类问题的深入研究。然而，长期以来，三体船主片体间精细流场的测量由于受到三体船特殊结构、片体全透明材料技术、流体测量技术等因素的制约，很难准确的获取三体船主片体间精细流场的信息。

目前应用PIV设备采用常规测量方法，无法获得三体船主体与片体之间的精细流场，只能获得单片体周围以及尾部流场的信息，采用本发明可以简单高效的对三体船主体与片体之间的精细流场进行测量，本发明为获取三体船完整绕流场的测量方法提供了新的思路。

发明内容

针对现有的三体船存在的上述问题，本发明旨在提供一种结构简单、测量精度高、可操作性强、可以十分方便的获取三体船主体与片体之间各个位置的流场信息、为多体船水动力性能研究以及设计与开发提供重要资料的三体船主片体间精细流场的测量系统。

本发明的目的是这样实现的：

本发明为一种三体船主片体间精细流场的测量系统，包括空管连接件、三体船模型、连接板、四自由度适航仪、导向装置、侧桥、水下PIV流场测量系统3、示踪粒子播撒装置、数据采集分析系统，其特征在于：所述的三体船模型包括主体2与两个片体，空管连接件将三体船的主体2与两个片体搭接成三体船模型，连接板固定于主体2中部船底板上，四自由度适航仪通过连接板与三体船模型连接；导向装置由导向杆与导向片组成，侧桥上有导轨，水下PIV流场测量系统3安装在侧桥的导轨上。

所述的片体按照三体船片体的型线图，选用聚碳酸酯材料，加工成透明片体1。

所述的空管连接件采用铝合金材料制成；空管连接件的两端对称且等间距的布置有连接点，可改变片体与主体2间的横向距离。

所述的连接板采用不锈钢材料制成。

所述的四自由度适航仪放开三体船模型的深沉与纵荡两个自由度，模拟船舶航行时的真实运动情况。

所述的导向装置保证三体船模型航向不变。

所述的侧桥可横向移动，水下PIV流场测量系统3可在导轨上纵向移动并随侧桥横向移动，测量三体船不同纵向位置，获得主体2与片体之间各个位置的流场信息。

所述的示踪粒子播撒装置用于向水中播撒PIV示踪粒子。

所述的数据采集分析系统通过对多幅双帧照片进行去噪、矢量生成、去除矢量误配，合成测量区域流场。

所述的一种获取三体船主片体间精细流场的测量系统包括下列步骤：

(1).按照三体船片体的型线图，选用聚碳酸酯材料，加工成透明片体1；