[发明专利]一种电磁力主动控制弱电解质溶液流动的试验模型

说明书

本发明涉及船舶与海洋工程领域，特别涉及一种电磁力主动控制弱电解质溶液流动的试验模型，包括圆柱形芯体，所述圆柱形芯体分为活性段和非活性段两部分；所述圆柱形芯体的活性段部分的外侧面沿其周向均匀设置有磁极，相邻的两个磁极之间均设置有电极；每个电极分别与电源导线相连接，所述圆柱形芯体远离电源导线的一端与信号发生器相连接。本发明能够通过电极对磁极进行轴向充磁，此时信号发生器生成电磁信号并将其进行同步采集，再通过信号发生器连通的PC端进行数据处理，方可得到电磁场产生的Lorentz力，进而进行电磁力主动控制弱电解质溶液流动的数据分析计算。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程领域，特别涉及一种电磁力主动控制弱电解质溶液流动的试验模型。

背景技术

海洋立管、输油气管道等圆柱形结构在海洋工程中应用广泛。当海流流经此类结构时，结构表面绕流不仅会导致涡激振动现象的发生，还会产生疲劳破坏现象，对海洋工程结构的安全性造成严重影响。为预防和解决可能造成的危害，迫切需要加强关于圆柱结构流动分离控制的研究。

由于有效地控制圆柱体结构表面的流动分离，可以减小阻力并抑制其升力，更是提高结构安全性的重要途经之一。

目前，对于圆柱体表面流动分离的研究主要集中在被动控制方面，鲜少有涉及到对电磁力主动控制弱电解质溶液流动的试验研究。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种电磁力主动控制弱电解质溶液流动的试验模型，可有效控制圆柱体绕流场结构，达到减小阻力并抑制升阻力脉动幅值的目的；从而为实海域水下航行体周围流场的主动控制提供可靠的理论依据和技术保障。

为了实现上述目的，本发明提供一种电磁力主动控制弱电解质溶液流动的试验模型，包括圆柱形芯体，所述圆柱形芯体为中空的圆柱体结构，所述圆柱形芯体分为活性段和非活性段两部分；所述圆柱形芯体中段部分为活性段，所述圆柱形芯体两端部分均为非活性段；所述圆柱形芯体的活性段部分的外侧面沿其周向均匀设置有磁极，相邻的两个磁极之间均设置有电极，所述圆柱形芯体非活性段的位置分别连接有玻璃套筒，电极的一端延伸至其中一个玻璃套筒上，且每个电极分别与电源导线相连接，所述圆柱形芯体远离电源导线的一端与信号发生器相连接。

所述圆柱形芯体的活性段外侧面沿其周向等间距设置有铣槽，磁极靠近圆柱形芯体的一端插设在铣槽内，且磁极与电极之间为绝缘配合。

优选的，所述电极与相邻的磁极之间均插设有绝缘材质的垫片，电极分为导电部与绝缘部。

优选的，所述电极靠近圆柱形芯体的一侧的绝缘部为有机玻璃材质，电极的另一侧的导电部为不锈钢导电层，电极的不锈钢导电层搭设在玻璃套筒上。

优选的，所述所述圆柱形芯体表面做防腐与绝缘处理，电极和磁极组合形成柱形结构，且该柱形结构与圆柱形芯体同轴心布置。

优选的，所述磁极材料为N48H或与之磁场强度相当的永磁材料。

当上述试验模型进行试验时，首先控制电源导线通电，通过电极对磁极进行轴向充磁，此时信号发生器生成电磁信号并将其进行同步采集，再通过信号发生器连通的PC端进行数据处理，方可得到电磁场产生的Lorentz力，进而进行电磁力主动控制弱电解质溶液流动的数据分析计算。

优选的，所述电极和磁极采用循环式对位插接装置来插设在圆柱形芯体的外侧，所述循环式对位插接装置包括底板、承托台和转动机构，所述底板的中部上侧面安装有对圆柱形芯体进行支撑的承托台，底板的左右两端均连接有一个对圆柱形芯体进行锁定的转动机构。