[发明专利]一种通过人工通气方法模拟船底气泡输运环境的实验系统

说明书

本发明属于船舶与海洋工程技术领域，具体涉及一种通过人工通气方法模拟船底气泡输运环境的实验系统。本发明包括船体模型和气源系统，在船体模型的首部布置有间隔相同的一排气孔，在船体模型上沿侧推安装孔后半部分半圆轮廓布置有间隔相同的半圈气孔，在月池底面的前后两侧分别布置有一排气孔。本发明中气源系统包括空气压缩机、储气罐、压力表、气阀开关、流量计和整气罐。本发明结构布置合理，能准确地模拟出月池型船艇在行进过程中底部月池、侧推等处产生气泡时的真实情况，为船体开口产生气泡的时空分布规律等实验及研究提供了可靠的前提条件。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程技术领域，具体涉及一种通过人工通气方法模拟船底气泡输运环境的实验系统。

背景技术

随着人类对海洋资源需求的日益增加，对海洋资源的勘探也越来越紧迫，勘探型船艇开始被研制和应用。此类船艇为实现勘探功能，大量使用声学设备。为了避免或减小外界流体对勘探设备造成直接冲击，在船中部设置月池结构，用以下放声学设备。月池结构垂直贯穿甲板到船底，直接连通外界海水，避免了流体直接冲击，同时不影响声学设备勘探功能。

然而实际应用过程中，发现船艇除了在月池内布置声学设备，还会在月池后方布置声学设备。月池布置在船中，导致船体在船中发生中断，形成不连续结构。加之月池内流体直接与外界海水连通，月池内流体发生剧烈运动，在月池壁面处不断发生砰击，因此月池内形成大量气泡。除此之外，船艇首部及侧推等位置，由于船体的运动，也会产生大量气泡，此类气泡会进入月池内，或到达月池后方的仪器位置。气泡量累计到一定程度，会导致勘探仪器工作失常。

为解决此类问题，需要开展相关实验研究气泡沿船身周边的输运过程。实船研究费用高，检测效果差，因此在实验室环境下模拟船舶航行状态、船体周边气泡运动状态极为重要。然而，实验室环境下，经缩比换算后，模型船速度小，航行时间短，气泡生成量少，与实船相差较大。因此需要在实验室环境下，进行人工通气，模拟实船周边气泡输运。合理设计气泡通气方式、通气位置、通气量大小，具有重要意义和工程实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供可以模拟船艇在行进过程中底部月池、侧推等处产生气泡的一种通过人工通气方法模拟船底气泡输运环境的实验系统。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括船体模型和气源系统；所述的船体模型的首部两侧开设有侧推安装孔，在船体模型的中部设置有月池；在所述的船体模型的首部布置有间隔相同的一排气孔，气孔沿船首处自由液面以下型线依次向下布置，且相邻的两个气孔的半径不同；在所述的船体模型上沿侧推安装孔后半部分半圆轮廓布置有间隔相同的半圈气孔，且相邻的两个气孔的半径不同；在所述的月池底面的前后两侧分别布置有一排气孔，气孔沿与船体轴线垂直的直线布置，单侧两个气孔的最大距离为月池的直径，且相邻的两个气孔的半径不同；所述的气源系统包括空气压缩机、储气罐、压力表、气阀开关、流量计和整气罐；所述的空气压缩机将压缩空气打入至储气罐中，在储气罐上设有气压表，储气罐输出口依次通过阀门开关、流量计及压力表连接至整气罐组，每个整气罐都与一组孔通过管路连接。

本发明的有益效果在于：

本发明结构布置合理，能准确地模拟出月池型船艇在行进过程中底部月池、侧推等处产生气泡时的真实情况，为船体开口产生气泡的时空分布规律等实验及研究提供了可靠的前提条件。

附图说明

图1为本发明的总布置示意图。

图2(a)为本发明中月池处气孔布置的总体示意图。

图2(b)为本发明中月池处气孔布置的俯视图。

图3(a)为本发明中侧推处气孔布置的总体示意图。

图3(b)为本发明中侧推处气孔布置的侧视图。

图4(a)为本发明中船首处气孔布置的总体示意图。