[发明专利]一种用于船艏气泡下扫现象测量的方法及装置

说明书

本发明提供一种用于船艏气泡下扫现象测量的方法及装置，拖曳水池的两侧安装拖车轨道，拖车轨道上分别有拖车和辅助小车，造波机安装在拖曳水池一侧，船模和PIV相机通过连接架连接到所述拖车上，PIV相机的镜头对准船模的船艏部位，气泡产生器、浪高仪和PIV激光器安装在所述辅助小车上，PIV激光器对准船模的船艏部位。启动气泡产生器，待微气泡布满拖曳水池表面时停止气泡产生器工作；启动造波机，输入给定试验工况，生成所需波形；当拖车进入匀速段时，PIV系统的PIV相机开始拍摄记录船艏周围气泡场；PIV相机拍摄的照片导入后处理软件中，计算船艏周围气泡绕流场的流场信息。本发明在一定程度上提升了试验的简便性，易于维护，操作简便，使用效率高。

技术领域

本发明属于船舶水动力学试验技术领域，具体涉及一种用于船艏气泡下扫现象测量的方法及装置。

背景技术

自然状态下，由于波浪破碎和雨水冲击的作用，有一部分空气溶于海水中，所以在靠近海平面的海水中存在气泡层。舰船在航行过程中,由于船艏与波浪相互作用，导致出现旋涡，从而将海洋表面气泡层卷吸到船艏之下，从而形成气泡下扫现象。如果在船底装有声纳部位的下方存在气泡，声波可能会被强烈地破环(反射或吸收)。这种现象多年以来一直影响声学勘探的精确度，至今仍然是一个重要问题。因此对气泡下扫现象的研究具有重大的意义。目前，人们对气泡下扫现象进行试验时，多采用传统的流线分析法进行测量。由于气泡与流线具有截然不同的物理特性，从而在进行流线试验时具有较大的误差，无法准确地测量气泡下扫现象。本发明对传统的流线试验方法进行改进，通过向水池加入气泡的方式实现在水池试验时对气泡下扫现象的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用于船艏气泡下扫现象测量的方法.

本发明的目的是这样实现的：

一种用于船艏气泡下扫现象的测量方法，具体的实现步骤为：

步骤1.对船模7的船艏表面进行喷漆处理；

步骤2.拖曳水池(1)的两侧安装拖车轨道(11)，拖车轨道(11)上分别有拖车和辅助小车(3)，造波机(2)安装在拖曳水池(1)一侧，其特征在于：船模(7)和PIV相机(9)通过连接架(10)连接到所述拖车上，PIV相机(9)的镜头对准船模(7)的船艏部位，气泡产生器(4)、浪高仪(5)和PIV激光器(6)安装在所述辅助小车(3)上，PIV激光器(6)对准船模(7)的船艏部位，并向船模7内放入砝码，使其吃水、浮态满足试验要求；

步骤3.使用标定装置对PIV系统进行标定处理，对PIV系统的PIV激光器6进行调试；

步骤4.启动气泡产生器4，待微气泡布满拖曳水池表面时停止气泡产生器4工作；启动造波机2，输入给定试验工况，生成所需波形；

步骤5.启动拖车，当拖车进入匀速段时，PIV系统的PIV相机9开始拍摄记录船艏周围气泡场，拖车到达拖曳水池1另一端时，启动刹车系统，停止拖车；

步骤6.更换航速、波高波长、气泡层中气泡大小、厚度，重复步骤4到步骤5的操作，直到完成所有给定试验工况；

步骤7.将PIV系统的PIV相机9拍摄照片导入后处理软件中，计算船艏周围气泡绕流场的流场信息。

本发明的目的还在于提供了一种用于船艏气泡下扫现象测量的装置。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种用于船艏气泡下扫现象的测量装置，拖曳水池1的两侧安装拖车轨道11，拖车轨道11上分别有拖车和辅助小车3，造波机2安装在拖曳水池1一侧，船模7和PIV相机9通过连接架10连接到所述拖车上，PIV相机9的镜头对准船模7的船艏部位，气泡产生器4、浪高仪5和PIV激光器6安装在所述辅助小车3上，PIV激光器6对准船模7的船艏部位。

所述船模7的船艏部位喷涂橙红色荧光漆。