评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置及试验方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置及试验方法，包括水池、滑块、步进电机、泵，步进电机连接滑块并驱动滑块移动，滑块通过连杆连接旋成体壁面模型，旋成体壁面模型位于水池里，旋成体壁面模型里设置有射流管道，旋成体壁面模型上分别设置射流孔和射流软管，射流孔和射流软管分别和射流管道相连通，射流软管通过射流管路与泵相连，射流管路上安装球阀和流量计，泵与水池相连通；所述的旋成体壁面模型包括光滑表面旋成体壁面模型和仿生射流表面旋成体壁面模型。本发明能够实现对仿生射流表面旋成体壁面减阻效果测试、非光滑表面旋成体壁面结构减阻效果测试及表面涂层减阻效果测试，操作容易，测试结果准确。
【专利说明】评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是ー种试验装置及试验方法，具体地说是表面结构摩擦阻力的试验装置及试验方法。
【背景技术】
[0002]运输工具在水中行进时的主要能耗是用来克服行进阻力，因此进行阻力分析和减小阻力，对于节约能源、改善工作状况，提高工作效能具有重要意义。为了评估仿生射流表面的减阻特性，在旋成体壁面上应用仿生射流减阻技术，加工出仿生射流表面旋成体壁面测试模型，通过与光滑表面旋成体壁面测试模型进行对比来衡量仿生射流表面的减阻效果。
[0003]目前，评估仿生射流表面减阻效果的试验装置较少，且多集中在旋转射流测试方法，如专利申请号为:201110089369.0，名称为“评估仿生非光滑表面及仿生射流表面减阻效果的试验装置”和专利申请号为:201120070969.8，名称为“ー种对摩擦阻カ测试的试验装置”，通过筒体的旋转为主流场速度提供动カ，流速不好控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供能够实现对仿生射流表面减阻效果测试、非光滑表面结构减阻效果测试、表面涂覆涂层减阻效果测试的评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置及试验方法。
[0005]本发明的目的是这样实现的:
[0006]本发明评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置，其特征是:包括水池、滑块、步进电机、泵，步进电机连接滑块并驱动滑块移动，滑块通过连杆连接旋成体壁面模型，旋成体壁面模型位于水池里，旋成体壁面模型里设置有射流管道，旋成体壁面模型上分别设置射流孔和射流软管，射流孔和射流软管分别和射流管道相连通，射流软管通过射流管路与泵相连，射流管路上安装球阀和流量计，泵与水池相连通；所述的旋成体壁面模型包括光滑表面旋成体壁面模型和仿生射流表面旋成体壁面模型。
[0007]本发明评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置还可以包括:
[0008]1、泵与球阀之间的射流管路上设置回流管路，回流管路连通水池，回流管路上安装溢流阀。
[0009]2、旋成体壁面模型与连杆之间的连接角度可调。
[0010]本发明评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验方法，其特征是:采用如下试验装置:包括水池、滑块、步进电机、泵，步进电机连接滑块并驱动滑块移动，滑块通过连杆连接旋成体壁面模型，旋成体壁面模型位于水池里，旋成体壁面模型里设置有射流管道，旋成体壁面模型上分別设置射流孔和射流软管，射流孔和射流软管分别和射流管道相连通，射流软管通过射流管路与泵相连，射流管路上安装球阀和流量计，泵与水池相连通；[0011 ] (I)将光滑表面旋成体壁面模型通过连杆与滑块相连接，步进电机启动，通过伺服混合式步进电机驱动器控制步进电机的转速，从而带动滑块运动，检测光滑表面旋成体壁面模型在速度V时步进电机的驱动功率Ps ；
[0012](2)将仿生射流表面旋成体壁面模型通过连杆与滑块相连接，步进电机启动，通过伺服混合式步进电机驱动器控制步进电机的转速，从而带动滑块运动，打开球阀，调节射流管路的流量，继而得出射流入ロ的速度，同时检测仿生射流表面旋成体壁面模型速度为V时的步进电机的驱动功率Pj ；
[0013](3)仿生射流表面旋成体壁面的减阻效果通过减阻率DR来表面，则:
【权利要求】
1.评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置，其特征是:包括水池、滑块、步进电机、泵，步进电机连接滑块并驱动滑块移动，滑块通过连杆连接旋成体壁面模型，旋成体壁面模型位于水池里，旋成体壁面模型里设置有射流管道，旋成体壁面模型上分别设置射流孔和射流软管，射流孔和射流软管分别和射流管道相连通，射流软管通过射流管路与泵相连，射流管路上安装球阀和流量计，泵与水池相连通；所述的旋成体壁面模型包括光滑表面旋成体壁面模型和仿生射流表面旋成体壁面模型。
2.根据权利要求1所述的评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置，其特征是:泵与球阀之间的射流管路上设置回流管路，回流管路连通水池，回流管路上安装溢流阀。
3.根据权利要求1或2所述的评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验装置，其特征是:旋成体壁面模型与连杆之间的连接角度可调。
4.评估仿生射流表面旋成体壁面减阻效果的试验方法，其特征是:采用如下试验装置:包括水池、滑块、步进电机、泵，步进电机连接滑块并驱动滑块移动，滑块通过连杆连接旋成体壁面模型，旋成体壁面模型位于水池里，旋成体壁面模型里设置有射流管道，旋成体壁面模型上分別设置射流孔和射流软管，射流孔和射流软管分别和射流管道相连通，射流软管通过射流管路与泵相连，射流管路上安装球阀和流量计，泵与水池相连通； (I)将光滑表面旋成体壁面模型通过连杆与滑块相连接，步进电机启动，通过伺服混合式步进电机驱动器控制步进电机的转速，从而带动滑块运动，检测光滑表面旋成体壁面模型在速度V时步进电机的驱动功率Ps ； (2 )将仿生射流表面旋成体壁面模型通过连杆与滑块相连接，步进电机启动，通过伺服混合式步进电机驱动器控制步进电机的转速，从而带动滑块运动，打开球阀，调节射流管路的流量，继而得出射流入ロ的速度，同时检测仿生射流表面旋成体壁面模型速度为V时的步进电机的驱动功率Pパ (3)仿生射流表面旋成体壁面的减阻效果通过减阻率DR来表面，则:
【文档编号】G01M10/00GK103592104SQ201310585638
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】赵刚, 李芳 , 刘维新, 刘文博, 李照远, 孙壮志 申请人:哈尔滨工程大学