[发明专利]一种桨对舵的水动力干扰系数测定方法

权利要求书

1.一种桨对舵的水动力干扰系数测定方法，其特征在于，所述方法包括：

制作船模，并对所述船模开展敞水舵水动力测试试验确定法向力系数；

在不同试验工况下对所述船模进行拖曳约束模试验并在每次试验时测量作用在所述船模的舵上的舵力，不同试验工况的螺旋桨转速和舵角存在至少一个不同；

对获取到的所有舵力分别进行无因次化处理得到无因次化舵力；

针对每个螺旋桨转速，对所述螺旋桨转速对应的所有无因次化舵力及舵角做拟合曲线，并确定所述拟合曲线的线性部分直线的斜率和截距；

根据每个螺旋桨转速的拟合曲线的斜率以及所述法向力系数确定舵前来流速度比，确定所述截距为有效舵角，其中所述舵前来流速度比为舵前来流速度与船模速度的比值；

根据每个螺旋桨转速对应的舵前来流速度比和所述舵角确定第一中间变量，并根据所述螺旋桨转速对应的进速系数和推力系数确定第二中间变量；

对各个螺旋桨转速对应的第二中间变量和第一中间变量做回归拟合曲线，根据所述回归拟合曲线的直线斜率和常数项计算得到桨对舵的水动力干扰系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个螺旋桨转速对应的舵前来流速度比和所述舵角确定第一中间变量，并根据所述螺旋桨转速对应的进速系数和推力系数确定第二中间变量，包括对于每个螺旋桨转速：

按照公式计算得到所述第一中间变量，其中为所述舵前来流速度比且U_Rs为当次试验的舵前来流速度、U表示船模速度，δ_Rs为当次试验的有效舵角，w为桨前的伴流分数；

按照公式计算得到所述第二中间变量，其中K_T为所述推力系数，J为所述进速系数且与所述螺旋桨转速相关。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桨对舵的水动力干扰系数包括桨对舵前水流的增速系数k以及舵与桨的位置伴流的差别系数ε，则所述根据所述回归拟合曲线的直线斜率和常数项计算得到桨对舵的水动力干扰系数，包括：

按照公式k＝b/a计算得到所述增速系数，按照公式计算得到所述差别系数，其中，b为所述回归拟合曲线的常数项，a为所述回归拟合曲线的直线斜率。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，

每次试验时测量得到的舵力为：

则对所述舵力进行无因次化处理得到的无因次化舵力为：

其中，ρ为水的密度，A为舵的面积，U_Rs为当次试验的舵前来流速度，f_α为所述法向力系数，δ_Rs为当次试验的有效舵角，δ为当次试验的舵角，U表示船模速度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述螺旋桨转速对应的所有无因次化舵力及舵角做拟合曲线，包括：

利用δ_Rs-δ代替sin(δ_Rs-δ)对所述无因次化舵力进行处理得到处理后的无因次化舵力为：

对所述螺旋桨转速对应的所有处理后的无因次化舵力及舵角做拟合曲线，则所述拟合曲线的线性部分直线的斜率为截距为B＝δ_Rs。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每个螺旋桨转速的拟合曲线的斜率以及所述法向力系数确定舵前来流速度比，包括确定所述舵前来流速度比为

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定法向力系数，包括：

在进行敞水舵水动力测试试验时，确定舵的面积A、试验速度U_η和试验时的舵角δ_η和作用在所述船模的舵上的法向力F_η，根据如下公式计算得到所述法向力系数f_α为