[发明专利]一种用于水下复杂表面减阻测量的重力式循环水洞

权利要求书

1.一种用于水下复杂表面减阻测量的重力式循环水洞，所述重力式循环水洞包括动力系统，其特征在于，所述动力系统包括：

高位水箱(1)，其设置一出水口(18)，作为重力式循环水洞的水源，水由出水口流出；

液位测量装置(10)，用于实时测量高位水箱(1)内的液位，并将测得的液位高度信号输出；

液位控制系统(11)，与液位测量装置(10)连接，根据测得的液位高度信号调整高位水箱(1)内的液位高度，使液位高度保持恒定；

流速调节装置(14)，设置在高位水箱(1)的出水口后面的水流路径上，用于控制流量，使流速达到设定值。

2.根据权利要求1所述的重力式循环水洞，其特征在于，所述动力系统还包括：

蓄水箱(8)，用于储水，高位水箱(1)上的入水口(17)与蓄水箱(8)的出口连接；

抽水装置(9)，用于将蓄水箱内的水引到高位水箱(1)内；

其中，液位控制系统(11)包括：

控制器(12)，与液位测量装置(10)连接，用于实时接收液位高度信号；

变频器(13)，与控制器(12)连接，控制器(12)根据接收到的液位高度信号调整变频器(13)，抽水装置(9)与变频器(13)连接，变频器(13)及时调控抽水装置(9)的功率，减小或增大抽水装置(9)的流量，使高位水箱(1)的液位高度保持不变。

3.根据权利要求2所述的重力式循环水洞，其特征在于，流速调节装置(14)为电磁阀，与控制器(12)联动，用于精准地控制流量，进而达到调节流速的目的。

4.根据权利要求2或3所述的重力式循环水洞，其特征在于，高位水箱(1)内部设置有溢流板(16)，多余的流体流回蓄水箱(8)，用于协助液位控制系统(11)调节水头的高度。

5.根据权利要求2或3所述的重力式循环水洞，其特征在于，所述重力式循环水洞还包括：

整流段(2)，与高位水箱(1)连接，用于调整来流；其中，流速调节装置(14)设置在高位水箱(1)与整流段(2)之间；

收缩段(3)，与整流段(2)连接，用于对上游的来流加速，改善流场的均匀性，降低湍流度；

工作段(4)，与收缩段(3)连接，在此段进行流场测量；

扩散段(5)，与工作段(4)连接，用于将水流的动能转换为压能；

回流水箱(6)，其设置一入口，通过所述入口与扩散段(5)连接；

回流管(7)，与回流水箱(6)的出口连接；蓄水箱(8)上设置有入口一，通过入口一与回流管(7)连接。

6.根据权利要求5所述的重力式循环水洞，其特征在于，高位水箱(1)的出水口(18)由一块U型孔板(15)包围，降低来流的脉动，提高工作段流场的均匀性。

7.根据权利要求6所述的重力式循环水洞，其特征在于，整流段(2)的内部装有蜂窝器(20)、阻尼网(21)和水平孔板(22)，用于将来流在整流段(2)内进行调整，消除涡结构，提高流场的均匀性。

8.根据权利要求7所述的重力式循环水洞，其特征在于，收缩段(3)由移轴维氏曲线不锈钢板构成，收缩比为9:1，用于对上游的来流加速，改善流场的均匀性，降低湍流度。

9.根据权利要求5所述的重力式循环水洞，其特征在于，

工作段(4)的材质为有机玻璃；

扩散段(5)的材质为不锈钢；

回流水箱(6)为开口长方体结构，便于与大气压相通，避免水中气泡在工作段富集。

10.根据权利要求1所述的重力式循环水洞，其特征在于，

抽水装置(9)为水泵；

液位测量装置(10)为超声波液位计。