一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置的制作方法

本发明涉及一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，属于船舶与海洋工程流。

背景技术：

1、水下航行器和水面船舶在高速航行时，通常会与水流产生一定的夹角，流体脉动载荷作用在船舶壳体表面并使其振动，从而产生流激噪声，影响船舶舒适性与安全性。同时，在针对船舶内流场噪声的研究时，需要建立内外侧动、静流场隔离的物理环境。循环水槽装置是一种专门从事船舶流体动力学性能的装置，其主要原理是通过控制模型不动，利用水流在水槽内循环流动模拟定速航行状态。

2、而为了便于调整船舶平板试件在水下的角度，并考虑到实际壳体表面动、静流场隔离的环境，传统的循环水槽试验装置需经过大量改造，过程繁琐、造价高昂且不易操作，尤其是在实现船舶平板试件角度调节的条件下，想要同时实现内外侧动、静流场隔离的物理环境是非常困难的，因此亟需一种既能够便于调节船舶平板试件角度调节，又能够实现内外侧动、静流场隔离的物理环境的水槽试验装置。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述技术问题，进而提供了一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

3、一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，包括静水声箱、下水槽工作段、风琴式密封圈、限位板及调节杆，其中静水声箱固装在下水槽工作段的顶端且与下水槽工作段之间连通设置，船舶平板试件位于下水槽工作段内且通过风琴式密封圈安装在静水声箱的正下方，限位板安装在静水声箱的后部顶端，且限位板上开设有第一限位长孔，调节杆竖向设置，调节杆的上部穿装在第一限位长孔内且通过螺母限位，调节杆的下端与船舶平板试件的后部顶面之间铰接，通过调整所述调节杆在第一限位长孔长度方向上的位置，实现船舶平板试件的倾斜角度调节，下水槽工作段与静水声箱的内部液体呈动、静隔离状态。

4、进一步地，风琴式密封圈的前部顶端与静水声箱的底端之间通过合页转动连接。

5、进一步地，船舶平板试件的左、右两侧面对应与下水槽工作段的左、右两侧内壁之间通过水密胶密封固接。

6、进一步地，所述静水声箱包括箱体及固装在箱体前后两端下部的安装板，所述箱体对应通过两个安装板固装在下水槽工作段的顶部，且箱体与下水槽工作段之间密封连接。

7、进一步地，所述风琴式密封圈包括密封圈主体、上连接片及下连接片，其中上连接片及下连接片均呈矩形结构且对应固装在密封圈主体的上、下两端，密封圈主体沿其高度方向呈风琴式褶皱状，且密封圈主体的左、右两侧壁均呈三角形结构。

8、进一步地，风琴式密封圈的顶端与静水声箱之间以及风琴式密封圈的底端与下水槽工作段之间均密封固接。

9、进一步地，所述限位板呈倒u形结构，静水声箱的后部顶端开设有相互平行的两个卡槽，限位板上的两个侧壁对应插装在两个卡槽内。

10、进一步地，所述第一限位长孔开设在限位板的顶板上，限位板上还开设有至少一个第二限位长孔，且第二限位长孔平行于第一限位长孔设置。

11、进一步地，所述调节杆的上部加工有外螺纹。

12、本发明与现有技术相比具有以下效果：

13、通过本发明的循环水槽试验装置，可实现对典型船舶平板试件的流激测试。同时，在实现船舶平板试件的倾斜角度灵活调节的基础上，始终保持下水槽工作段与静水声箱的内部液体呈动、静隔离状态。

14、通过限位板和调节杆实现对船舶平板试件的角度调节。当所述调节杆沿第一限位长孔长度方向进行位置调节时，由于调节杆的底端与船舶平板试件之间铰接，可以带动船舶平板试件实现以其前端为旋转中心的上下偏转角度调节，在船舶平板试件的角度调节过程中，风琴式密封圈对应变形，在保证船舶平板试件上下空间隔离的同时，避免对船舶平板试件的角度调节产生影响，进而实现测量多角度船舶平板试件在水流冲击作用下的流激响应。

15、本发明与现有技术相比，静水声箱内部以及下水槽工作段内部没有其它多余的且复杂的结构，方便根据试验需求更换不同材料、不同厚度等参数的船舶平板试件；通过控制典型船舶平板试件相对于水流来向的角度，可以实现测试复合材料的船舶平板试件在不同材料、厚度、角度等参数下，其产生的脉动压力、振动加速度响应和辐射噪声，对于降低船舶噪声、提高船舶隐蔽性和安全性具有一定的指导意义。

16、本发明通过在下水槽工作段上方设置静水声箱，并将风琴式密封圈与静水声箱、船舶平板试件完全固定密封的方式，使上下流场隔离，避免发生不均匀、不规则的流体交换现象，可消除干扰峰值对试验结果的影响，同时，将水听器放置在静水声箱中更有利于声辐射测量，避免对流场产生不必要干扰，对水下航行器和水面船舶辐射噪声、舷间噪声、自噪声等研究具有重要意义。

17、本发明的试件角度可调的循环水槽试验装置结构简单、便于维护、适应性好且应用范围广泛，为船舶流致振动和噪声特性研究提供数据支撑，为船舶结构的材料选择和设计改进提供有力的参考与指导。

技术特征：

1.一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：包括静水声箱(1)、下水槽工作段(2)、风琴式密封圈(3)、限位板(4)及调节杆(5)，其中静水声箱(1)固装在下水槽工作段(2)的顶端且与下水槽工作段(2)之间连通设置，船舶平板试件(6)位于下水槽工作段(2)内且通过风琴式密封圈(3)安装在静水声箱(1)的正下方，限位板(4)安装在静水声箱(1)的后部顶端，且限位板(4)上开设有第一限位长孔(41)，调节杆(5)竖向设置，调节杆(5)的上部穿装在第一限位长孔(41)内且通过螺母(7)限位，调节杆(5)的下端与船舶平板试件(6)的后部顶面之间铰接，通过调整所述调节杆(5)在第一限位长孔(41)长度方向上的位置，实现船舶平板试件(6)的倾斜角度调节，下水槽工作段(2)与静水声箱(1)的内部液体呈动、静隔离状态。

2.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：风琴式密封圈(3)的前部顶端与静水声箱(1)的底端之间通过合页转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：船舶平板试件(6)的左、右两侧面对应与下水槽工作段(2)的左、右两侧内壁之间通过水密胶密封固接。

4.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：所述静水声箱(1)包括箱体(11)及固装在箱体(11)前后两端下部的安装板(12)，所述箱体(11)对应通过两个安装板(12)固装在下水槽工作段(2)的顶部，且箱体(11)与下水槽工作段(2)之间密封连接。

5.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：所述风琴式密封圈(3)包括密封圈主体(31)、上连接片及下连接片(32)，其中上连接片及下连接片(32)均呈矩形结构且对应固装在密封圈主体(31)的上、下两端，密封圈主体(31)沿其高度方向呈风琴式褶皱状，且密封圈主体(31)的左、右两侧壁均呈三角形结构。

6.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：风琴式密封圈(3)的顶端与静水声箱(1)之间以及风琴式密封圈(3)的底端与下水槽工作段(2)之间均密封固接。

7.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：所述限位板(4)呈倒u形结构，静水声箱(1)的后部顶端开设有相互平行的两个卡槽(13)，限位板(4)上的两个侧壁对应插装在两个卡槽(13)内。

8.根据权利要求7所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：所述第一限位长孔(41)开设在限位板(4)的顶板上，限位板(4)上还开设有至少一个第二限位长孔(42)，且第二限位长孔(42)平行于第一限位长孔(41)设置。

9.根据权利要求1所述的一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，其特征在于：所述调节杆(5)的上部加工有外螺纹。

技术总结一种可变角度的船舶平板试件流场隔离式水槽试验装置，属于船舶与海洋工程流技术领域。本发明解决了现有的循环水槽试验装置进调节试验模型时需要对循环水槽本身进行改造，导致过程繁琐、造价高昂且不易操作的问题。船舶平板试件位于下水槽工作段内且通过风琴式密封圈安装在静水声箱的正下方，限位板安装在静水声箱的后部顶端，且限位板上开设有第一限位长孔，调节杆竖向设置，调节杆的下端与船舶平板试件的后部顶面之间铰接，通过调整调节杆在第一限位长孔长度方向上的位置，实现船舶平板试件的倾斜角度调节。通过本发明的循环水槽试验装置，可实现对典型船舶平板试件的流激测试。通过限位板和调节杆实现对船舶平板试件的角度调节。技术研发人员：唐宇航,李欣,李海超,王雪仁,庞褔振,鲍真,管峰,张艳涛,常道宾,梁泽豪受保护的技术使用者：中国人民解放军92578部队技术研发日：技术公布日：2024/8/5