[发明专利]立式串列双试验段空泡水洞试验装置

说明书

本发明公开了一种立式串列双试验段空泡水洞试验装置，包括立式回形洞体主回路、驱动电机、调压装置、大测声舱及小测声舱；立式回形洞体主回路包括依次连接形成回路的稳定段、第一收缩段、大试验段、第二收缩段、小试验段、上扩散段、第一拐角段、第一过渡段、第二拐角段、第二过渡段、驱动泵、下扩散段、第三过渡段、第三拐角段、第四过渡段及第四拐角段。具有大、小两个试验段，可以开展不同尺度模型、更宽广工况范围的水动力、空化等试验，显著降低综合建造成本；空泡水洞可在大、小两个试验段下方分别布置测声舱或测声腔，用于进行被测模型的水中辐射噪声测试，提升水动力、空化和噪声综合测试能力，降低试验设施建设代价。

技术领域

本发明属于流体力学和船舶试验领域，具体涉及一种立式串列双试验段空泡水洞试验装置。

背景技术

开展船舶、航行体、推进器等水动力性能试验的装置主要有拖曳水池、循环水槽和空泡水洞。拖曳水池由于轨道长度有限，试验时间受到车架运行时间限制，不便于开展空泡和流场观测试验。循环水槽和空泡水洞利用造流系统可使水流在其内循环流动，可对安装于试验段内的模型进行长时间测试，而不受时间限制，从而便于测量流场参数、开展空泡和流场观测试验。循环水槽和空泡水洞的试验段下方设置测声舱或测声腔还可以测量模型的噪声。循环水槽试验段是开放的，有自由液面，流速较低，不能加、减压，难以开展高速水下航行器、推进器的水动力、空化等试验。而空泡水洞具有调压装置，可以通过加、减压实现不同水深和空化数的模拟，加之流速更高，试验能力更强，可测工况更宽广。

目前的空泡水洞只具有单一试验段，不能满足不同尺度模型的测试需求，虽然可通过建造不同规模的空泡水洞试验装置，或采用更换试验段方式满足上述需求，但是占地面积大，建造成本高，难以操作实施。

其中，申请号为201811565809.3的专利申请，公开了一种水洞水槽两用实验系统，包括水洞实验段、水泵系统以及依次连通的前置水箱、水槽实验段和后置水箱；该实验系统为竖式上下两层布置，两个水箱与水槽实验段均位于上层，且上层结构均顶部开口，水泵系统位于下层，下层结构为闭式管路；上下两层之间的前竖直段为管路过渡段，后竖直段为水洞实验段，且前置水箱的底部进水口通过管路过渡段与水泵系统的出水口连通，后置水箱的底部出水口通过水洞实验段与水泵系统的进水口连通。该装置实现了水洞和水槽两种用途，但该装置没有加、减压装置，不能调节水洞中压力范围，可测工况有限；且水洞试验段在竖直段中，不便于被测模型安装，尤其随着实验系统规模增大，试验准备时间很长。

申请号为201910056910.4的专利申请，公开了一种多功能动力式循环水槽，包括：流量循环管路、动力装置和控制系统；其中，流量循环管路包括蓄水箱、回流管、回流水箱和水槽；动力装置和控制系统安装于所述电机支架上，动力装置驱动流体由回流水箱经水槽流入蓄水箱，由蓄水箱经回流管流入回流水箱，从而形成循环；在控制系统的控制下，动力装置调节流体的流速。该装置流速低(≤0.5m/s)，不具备空泡水洞功能。

有鉴于此，有必要设计一种串列式双试验段空泡水洞装置，以解决不同尺度模型、更宽广工况范围的水动力、空化、噪声等试验问题，以降低综合建造成本。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术的不足，提供一种流场品质好、背景噪声低、满足不同尺度模型、更宽广工况范围的水动力、空化、噪声试验需求的立式串列双试验段空泡水洞试验装置。

为实现上述目的，本发明所设计的立式串列双试验段空泡水洞试验装置，包括立式回形洞体主回路、布置在立式回形洞体主回路外部的驱动电机、通过管路与立式回形洞体主回路相连的调压装置、大测声舱及小测声舱；所述立式回形洞体主回路包括依次连接形成回路的稳定段、第一收缩段、大试验段、第二收缩段、小试验段、上扩散段、第一拐角段、第一过渡段、第二拐角段、第二过渡段、驱动泵、下扩散段、第三过渡段、第三拐角段、第四过渡段及第四拐角段，且大测声舱安装在大试验段的下方，小测声舱安装在小试验段的下方。