[发明专利]评估非光滑表面减阻效果的试验装置及方法

权利要求书

1.评估非光滑表面减阻效果的试验装置，其特征是：包括平板模型、应变式天平支撑传力杆、测力元件、激光测振仪，平板模型通过钢丝绳吊于由水洞侧壁和水洞底壁组成的水洞内，所有钢丝绳的长度相等、顶部位于同一高度上，应变式天平支撑传力杆竖直设置在水洞里，水洞里装有液体，平板模型前端与应变式天平支撑传力杆相接触，测力元件安装在应变式天平支撑传力杆上，液体静止时，测力元件的示数为0，激光测振仪面向钢丝绳布置，激光测振仪产生的激光光路与平板模型相平行，所述的平板模型包括光滑表面平板或待评估非光滑表面平板。

2.根据权利要求1所述的评估非光滑表面减阻效果的试验装置，其特征是：平板模型距离液面的距离大于液体高度的一半，平板模型的宽度小于水洞的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的评估非光滑表面减阻效果的试验装置，其特征是：所述的待评估非光滑表面平板包括V型槽、U型槽、凹坑、凸包和/或涂覆表面涂层；所述的液体包括水或聚合物添加剂溶液。

4.评估非光滑表面减阻效果的方法，其特征是：采用如下试验装置：包括平板模型、应变式天平支撑传力杆、测力元件、激光测振仪，平板模型通过钢丝绳吊于由水洞侧壁和水洞底壁组成的水洞内，所有钢丝绳的长度相等、顶部位于同一高度上，应变式天平支撑传力杆竖直设置在水洞里，水洞里装有液体，平板模型前端与应变式天平支撑传力杆相接触，测力元件安装在应变式天平支撑传力杆上，液体静止时，测力元件的示数为0，激光测振仪面向钢丝绳布置，激光测振仪产生的激光光路与平板模型相平行，所述的平板模型包括光滑表面平板或待评估非光滑表面平板；

（1）将平板模型设置为光滑表面平板，测量光滑表面平板的摩擦阻力，先将光滑表面平板与悬垂钢丝连接在一起，测量悬垂钢丝固定点到激光测振仪的铅垂距离H和光滑表面平板在水中的重力G₁；

（2）改变水洞中的液体速度并保持恒定流速状态；

（3）通过应变式天平支撑传力杆和测力元件测出光滑表面平板的摩擦阻力f₁₁；

（4）通过激光测振仪检测钢丝绳的移动距离D₁，再根据下式计算光滑表面平板的流体摩擦阻力f₁₂：

f11=G1tanα≈G1D1H;]]>

（5）将测力元件测量的摩擦阻力f₁₁和激光测振仪求得的摩擦阻力f₁₂取平均值作为光滑表面平板的摩擦阻力f₁：

f₁=(f₁₁+f₁₂)2；

（6）将光滑表面换成待评估非光滑表面平板，采用与测量光滑表面平板的摩擦阻力相同的方法，得到待评估非光滑表面平板的摩擦阻力f₂；

（7）待评估非光滑表面平板的减阻效果用减阻率DR来表示，则：

DR=100%×（f₁-f₂）/f₁。