[发明专利]一种实验港池内船舶水流力快速测量装置

说明书

本发明公开了一种实验港池内船舶水流力快速测量装置，包括若干根支撑杆，支撑杆竖直设置在实验港池内，支撑杆顶部均安装有滑轮，滑轮上可升降的吊设有流动隔离器，流动隔离器通过滑轮套设在支撑杆外。支撑杆所围成的区域内设置有船模，船模上竖直设置有导轨，导轨顶端安装有可驱动导轨转动的旋转器，旋转器与支撑杆固定连接。船模上安装有压力传感器，流动隔离器所围成的区域内设置有流速仪和波高仪，压力传感器、流速仪和波高仪均连通计算机。本发明通过流动隔离器升降可以实现内部流场的快速静止，提高试验效率和精度，并且充分考虑到地形及水位变化对船舶水流力带来的影响，为船舶型线设计及码头系泊设计提供了快速有效的试验比选方案。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程领域，尤其是涉及船舶阻力性能的测试领域，具体为一种实验港池内船舶水流力快速测量装置。

背景技术

船舶水流力是指水对船体水线以下部分产生的作用力，随着流向角改变可分为横向水流力和纵向水流力，船体水下迎流面直接决定了其水流力的变化趋势。规范中所给出的水流力经验公式逐渐不能满足船舶设计的精确性和新型船舶的型线变化。在传统测试方法中，往往是先确定压载和吃水，将船舶固定在测量台上，但这样忽略了水位变化对船舶水下体积的影响，并且不能考虑到水流波动对船舶运动姿态的改变。

船舶水流力是衡量船舶水动力性能的重要指标，合理的型线设计将有助于减少船舶阻力，并且船舶水流力计算在码头系泊系统设计及船舶动力定位方面都有重要作用。但传统在拖曳水池中进行的水流力测试中，水体是静止的，与实际情况下流体的水运动学条件不符，而且等待水面静止需要较长时间，降低测试效率。另外拖曳水池无法考虑地形对流体扰动而产生的影响，尤其是在码头系泊试验中，航车难以布置众多的防撞垫及系缆点。

在实验港池中进行试验时，传统方法通常需要在地基上用石墨打上旋转角度标识，或者用打入膨胀螺丝固定标识线来用作改变流向的参考依据，但在运用中往往标识的角度有限，且因水的冲刷和折射现象必然对试验精度造成影响，甚至对地基造成破坏。在改变试验工况时需要对仪器在静水条件下调零，而由于水池面积较大，等待水面平静需要大量时间，因而限制了试验效率和精度。目前现有的仪器设备还并不能提供一种实验港池中船舶水流力计算快速试验装置及方法，这对模拟真实海况、地形下船舶不同转角下水流力特性带来了困难和挑战。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种实验港池内船舶水流力快速测量装置，可以实现在船舶水流力测试中对仪器快速调零及变更流向角，同时考虑船模升沉运动，输出实时压力、流速、水位进行数据处理分析。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种实验港池内船舶水流力快速测量装置，包括若干根支撑杆，所述支撑杆竖直设置在港池内，所述支撑杆围绕成矩形，所述支撑杆顶部均安装有滑轮，所述滑轮上可升降的吊设有环形的流动隔离器，所述流动隔离器通过滑轮套设在支撑杆外；

所述支撑杆所围成的区域内设置有船模，所述船模上竖直设置有导轨，所述导轨顶端安装有可驱动导轨转动的旋转器，所述旋转器与支撑杆固定连接；

所述船模上安装有压力传感器，所述压力传感器连通外界的计算机；

所述流动隔离器所围成的区域内设置有流速仪和波高仪，所述流速仪和波高仪均连通计算机。

进一步的，所述流动隔离器外切于支撑杆所围成的矩形框。

进一步的，所述流动隔离器上开设有通孔。

进一步的，所述透明环为透明结构。

进一步的，所述压力传感器包括横向压力传感器和纵向压力传感器，所述纵向压力传感器分别安装在船模的迎流面和背流面，所述横向压力传感器分别安装在船模上与纵向压力传感器相邻的两侧。

进一步的，所述旋转器上标示有显示旋转角度的刻度。