[发明专利]一种载荷与流场综合和测量装置

说明书

本发明用于流体力学技术领域，特别涉及一种载荷与流场综合和测量装置，包括容器，容器为敞口结构；轨道，环绕在容器周围，轨道中安装摄像装置，摄像装置能够沿轨道运动，摄像装置能够沿容器的高度方向升降；激光发射装置，设在容器下方，激光发射装置能够横向移动；悬臂，设在容器敞口端的上方，悬臂上用于安装被测模型；计算机，用于统计分析激光发射装置和摄像装置的信息。被测模型固定在悬臂端部，激光发射装置释放示踪粒子，实现对整个流场各个立向截面进行PIV方法的测量，摄像装置绕轨道进行移动，且每绕行一周，摄像装置都会升高一定的高度，进而实现对整个流场各个横截面进行完整捕获，捕获结果反馈给计算机得到三维精细流场的信息。

技术领域

本发明用于流体力学技术领域，特别是涉及一种载荷与流场综合和测量装置。

背景技术

海洋航行器精细流场的信息对于其力学性能的科学研究有着重要意义，一直是促生新数学方法、数值模型的重要手段，而新的数学方法和数值模型又是推动航行器优化设计的动力来源，而由于测量技术的限制，对于精细流场目前通常也仅能测量到特定位置的二维剖面，无法形成三维的全息结果，抑制了航行器的优化设计和升级改善。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种载荷与流场综合和测量装置，能够对精细流场进行三维测量，从而形成三维的全息结果，也能够测得被测模型的力及力矩等载荷信息，有效推动航行器的优化设计和升级改善。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种载荷与流场综合和测量装置，包括

容器，所述容器为敞口结构；

轨道，环绕在所述容器周围，所述轨道中安装摄像装置，所述摄像装置能够沿所述轨道运动，所述摄像装置能够沿所述容器的高度方向升降；

激光发射装置，设在所述容器下方，所述激光发射装置能够横向移动，所述激光发射装置用于释放示踪粒子；

悬臂，设在所述容器敞口端的上方，所述悬臂上安装有驱动装置，所述驱动装置的动力输出端安装模型固定装置，所述模型固定装置上安装力矩测量装置，所述力矩测量装置与所述驱动装置的动力输出端连接；

计算机，用于统计分析所述激光发射装置和所述摄像装置的信息。

上述技术方案中至少具有如下优点或有益效果：测量过程中，容器中装满液体介质，被测模型固定在悬臂上，被测模型可根据测量要求漂浮在液体介质上，也可以淹没在液体介质中，激光发射装置释放示踪粒子，并在水平面横向运动，进而实现对整个流场各个立向截面进行PIV方法的测量，同时摄像装置绕轨道进行移动，且每绕行一周，摄像装置都会升高一定的高度，进而实现对整个流场各个横截面进行完整捕获，捕获结果反馈给计算机进行数据分析处理后，就能够得到三维精细流场的信息，从而形成三维的全息结果，驱动装置能够带动力矩测量装置，使得力矩测量装置测得被测模型的力及力矩等载荷信息，有效推动航行器的优化设计和升级改善。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述悬臂为伸缩臂结构。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述驱动装置安装在所述悬臂的伸缩端。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述驱动装置包括电机、驱动轮和锥齿轮，所述驱动轮安装在所述电机的动力输出端，所述驱动轮与所述锥齿轮啮合，所述力矩测量装置与所述锥齿轮固定连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述容器通过支撑框架支撑固定。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述支撑框架底部横向设有滑槽，所述滑槽中装配滑杆，所述滑槽与所述滑杆的长度方向垂直，所述激光发射装置安装在所述滑杆上。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述激光发射装置能够沿所述滑杆的长度方向滑动。