[发明专利]简便的微气泡减阻气流量智能控制方法

说明书

本发明涉及一种简便的微气泡减阻气流量智能控制方法，包括以下步骤：S1、以数据传输线将工业控制计算机分别与气体流量计、螺旋桨动力测试仪相连；S2、工业控制计算机分别采集气体流量计中的实时流量信息与螺旋桨动力测试仪测得的推力；S3、工业控制计算机根据螺旋桨动力测试仪测得的推力数据，与船模航行数据相结合，计算获得船模航行过程中实时推功率；S4、根据船模航行的初始航态，工业控制计算机对气体流量计下达初始气流量；S5、工业控制计算机以维持实时推功率最小为目标实现对船底气层状态的智能控制。本发明能够保证微气泡气层的稳定性，维持船模实时的减阻率与节能率。

技术领域

本发明涉及船底气流量的技术领域，更具体地说，涉及一种简便的微气泡减阻气流量智能控制方法。

背景技术

对于不同航速的船而言，各阻力成分的占比也不同，对于低速船而言，摩擦阻力占比高达70～80％，粘压阻力占比达10％以上。为了减少低速船航行阻力中的摩擦阻力成分，傅汝德首先提出在船体与水的边界注入气体，通过改变边界层流体的粘度系数与密度，以达到减小摩擦阻力的效果。根据若干年的研究，确定了在船底进行充气减阻的理论与方法，经过研究这种技术可以显著降低船舶的阻力。

微气泡减阻技术的效果取决于船底气层的覆盖面积与应用该项技术的船模总能耗，上述两点均与喷入船底气流量大小相关。而船模在航行过程中，会因浮态、航速等因素的变化，船底微气泡气层的需求也会发生改变，过大或过小的气流量的减阻率与节能率会减小，甚至起到反作用。保障船底微气泡气层的稳定性、减阻率与节能率的最大化，是微气泡减阻技术最重要的技术指标，直接关系到技术的应用实效。现有的微气泡减阻技术采用的多是以气瓶或空压机作为气源，手动调节气阀实现对喷出船底气流量大小的控制，这种方法只适用于试验，无法满足实际船舶航行的微气泡调节需求，自动化程度过低。在试验过程中，若航态发生改变，也无法对船底气层进行调节，难以实现微气泡减阻技术在船模上实用的节能率与减阻率的最佳化，没有实际的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种简便的微气泡减阻气流量智能控制方法，其通过工控机根据船模实时推力、推功率的实时变化，得到当前的船模的减阻率与节能率，以此为基础，对船底气流量进行智能控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种简便的微气泡减阻气流量智能控制方法，包括以下步骤：

S1、以数据传输线将工业控制计算机分别与气体流量计、螺旋桨动力测试仪相连；

S2、工业控制计算机分别采集气体流量计中的实时流量信息与螺旋桨动力测试仪测得的推力；

S3、工业控制计算机根据螺旋桨动力测试仪测得的推力数据，与船模航行数据相结合，计算获得船模航行过程中实时推功率；所述推力数据为船模稳定匀速直航阶段的数据，在这一阶段船模航行总阻力与推力数据大小相等，方向相反，所述实时推功率的计算公式如下：

T＝R (1)

P_s＝T×V_p (2)

式中，T为航行过程中船模推力，R为航行过程中船模总阻力，P_s为船模实时推功率，V_p为螺旋桨进速。

S4、根据船模航行的初始航态，工业控制计算机对气体流量计下达初始气流量；

S5、工业控制计算机以维持实时推功率最小为目标实现对船底气层状态的智能控制。

按上述方案，所述步骤S1中，工业控制计算机、气体流量计和螺旋桨动力测试仪均采用RS232串行接口，工业控制计算机、气体流量计和螺旋桨动力测试仪的数据传输均采用ModBus通信协议。