[发明专利]一种可实现射流的水翼表面流体阻力测试装置

说明书

一种可实现射流的水翼表面流体阻力测试装置，包括：架体，包括带有工作平台的试验平台支座以及安装在工作平台上的位置调整装置；动力传输系统，包括驱动装置、扭矩信号采集单元和力传递单元，驱动装置、扭矩信号采集单元同轴安装在位置调整装置的移动件上；水翼试验样件测试系统，包括用于密封的密封筒组件、用于安装水翼试验样件的试验筒组件以及用于向试验筒组件内腔引入水的引水单元；供水系统，包括水泵、第一进水管、第二进水管以及第一出水管、第二出水管和水槽。本发明的有益效果是：体积小、结构紧凑简单、所需成本低、操作简单、试验性能强、不受周围试验环境限制以及方便水翼试验样件装卸。

技术领域

本发明涉及一种可实现射流的水翼表面流体阻力测试装置。

背景技术

近年来，仿生学一直是国内外科研人员研究的热点问题之一。如从鲨鱼呼吸过程中的鳃裂射流功能得到启发衍生而来的仿生射流表面减阻技术，该减阻技术的减阻效果明显，是一种有效的主动控制方法，其射流作用能够优化壁面流体边界层结构继而实现减小固体壁面的流体摩擦阻力目的，若能将该减阻技术应用与水下航行器等船体表面的减阻上，对于提高船舶速度、节约能源等具有重要作用，同时具有一定的军事作用。一直以来对仿生射流表面减阻技术的研究相对较少，当前针对射流的研究主要集中在高超声速飞行器方面及喷水推进等领域，同时现有的流-固阻力测试装置主要通过水洞、风洞和水池这三种设备进行试验。试验方法作为研究流体减阻的重要手段，对推进流体减阻实现节能降耗这一方面有着至关重要的作用。但水洞、风洞和水池这三种传统试验装置普遍存在占地广、成本高、操作复杂以及试验条件控制困难等一系列的局限和限制，同时难以实现对仿生射流表面的阻力进行测试，而如今的一些小型流体性能测试试验装置大多基于封闭圆管结构，在实际试验过程中不易于安装与拆卸。因此在研究仿生射流表面减阻特性中急需要一套小型成本低并且能够实现射流的试验装置。

发明内容

针对现有的流体阻力测试装置占地大、成本高、操作繁琐、不易于安装和拆卸、难以实现对射流表面测阻等问题，本发明提出了一种可实现射流的水翼表面流体阻力测试装置，目的是在解决在实现对射流表面结构减阻效果进行评估的基础上，还能够实现对其他不同结构的表面减阻效果进行评估。对于水翼试验样件表面可以加工不同形状，如光滑表面、凸起结构等，通过数据采集系统采集试验装置中的不同水翼试验样件的减阻率，进行数据对比，得到不同表面结构的减阻效果，从而研究射流表面结构的减阻特性。

本发明所述的一种可实现射流的水翼表面流体阻力测试装置，其特征在于，包括：

架体，包括带有工作平台的试验平台支座以及安装在工作平台上的位置调整装置，其中位置调整装置的固定件铺装在工作平台上，固定件上配装可沿固定件轴向滑动的移动件，用于调整动力传输系统以及水翼试验样件测试系统安装位置；

动力传输系统，包括驱动装置、扭矩信号采集单元和力传递单元，驱动装置、扭矩信号采集单元同轴安装在位置调整装置的移动件上，并且驱动装置的动力输出端与扭矩信号采集单元的动力输入端相连，扭矩信号采集单元的动力输出端通过力传递单元与水翼试验样件测试装置的输入齿轮轴相连，用于将驱动装置的旋转驱动力传输至水翼试验样件测试系统的输入单元；

水翼试验样件测试系统，包括用于密封的密封筒组件、用于安装水翼试验样件的试验筒组件以及用于向试验筒组件内腔引入水的引水单元，所述密封筒组件的顶部和底部均设有可与其内腔连通的出水口；所述密封筒组件的一端部分别与所述力传递单元的动力输出端密封转动连接，另一端与引水单元密封固接；试验筒组件置于密封筒组件内腔，并固装在伸入密封筒组件内腔的力传递单元端部；引水单元轴向设有用于供水的贯通孔，且贯通孔的进水端与供水系统管路连通，出水端贯穿密封筒组件后通入试验筒组件密封转动连接，保证试验筒组件在力传递单元带动下可绕其自身中心轴周向旋转；