[发明专利]闭式水洞和开式水槽综合试验装置

说明书

本发明提供了一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置，包括闭式水洞回路、驱动电机、调压装置及测声舱，以及开式水槽回路；闭式水洞回路包括依次连接形成回路的稳流段、收缩段、试验段、上扩散段、第一拐角段、第一过渡段、第二拐角段、第二过渡段、驱动泵、下扩散段、第三过渡段、第三拐角段、第四过渡段及第四拐角段，且测声舱安装在试验段的下方；开式水槽回路包括设置在上扩散段与第一过渡段之间外侧的辅回路，试验段上方布置有上盖板，试验段上方的上盖板揭开时形成开式回路。可在试验段下方布置测声舱或测声腔，用于进行被测模型的水中辐射噪声测试，提升水动力、空化和噪声综合测试能力，显著降低综合建造成本。

技术领域

本发明属于流体力学和船舶试验领域，具体涉及一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置。

背景技术

开展船舶、航行体、推进器等水动力性能试验的装置主要有拖曳水池、循环水槽和空泡水洞。拖曳水池由于轨道长度有限，试验时间受到车架运行时间限制，不便于开展空泡和流场观测试验。循环水槽和空泡水洞利用造流系统可使水流在其内循环流动，可对安装于试验段内的模型进行长时间测试，而不受时间限制，从而便于测量流场参数、开展空泡和流场观测试验。循环水槽和空泡水洞的试验段下方设置测声舱或测声腔可以测量模型的噪声。循环水槽试验段是开放的，有自由液面，不能加、减压；而空泡水洞通常具有调压装置，可以通过加、减压实现不同水深和空化数的模拟。

由于循环水槽和空泡水洞在结构上的相似性，从理论上讲，空泡水洞和循环水槽可以设计成一体式综合试验装置。

申请号为201811565809.3的专利申请，公开了一种水洞水槽两用实验系统，包括水洞实验段、水泵系统以及依次连通的前置水箱、水槽实验段和后置水箱；该实验系统为竖式上下两层布置，两个水箱与水槽实验段均位于上层，且上层结构均顶部开口，水泵系统位于下层，下层结构为闭式管路；上下两层之间的前竖直段为管路过渡段，后竖直段为水洞实验段，且前置水箱的底部进水口通过管路过渡段与水泵系统的出水口连通，后置水箱的底部出水口通过水洞实验段与水泵系统的进水口连通。该装置实现了水洞和水槽两种用途，但该装置没有加、减压装置，不能调节水洞中压力范围，可测工况有限；且水洞试验段在竖直段中，不便于被测模型安装，尤其随着实验系统规模增大，试验准备时间很长。

申请号为201910056910.4的专利申请，公开了一种多功能动力式循环水槽，包括：流量循环管路、动力装置和控制系统；其中，流量循环管路包括蓄水箱、回流管、回流水箱和水槽；动力装置和控制系统安装于所述电机支架上，动力装置驱动流体由回流水箱经水槽流入蓄水箱，由蓄水箱经回流管流入回流水箱，从而形成循环；在控制系统的控制下，动力装置调节流体的流速。该装置流速低(≤ 0.5m/s)，不具备空泡水洞功能。

鉴于此，有必要设计一种闭式水洞和开式水槽相结合的综合试验装置，以解决水下和水面不同航行器、推进器等对象的水动力、空化、噪声等试验问题，并降低综合建造成本，提高装置建设和使用效率，发挥更全面的效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流场品质好的闭式水洞和开式水槽综合试验装置，用于开展水下和水面航行体、推进器等模型的水动力试验、空化试验、流场观测试验和噪声试验。

为实现上述目的，本发明所设计的一种闭式水洞和开式水槽综合试验装置，包括闭式水洞回路、布置在闭式水洞回路外部的驱动电机、通过管路与闭式水洞回路相连的调压装置及测声舱，以及开式水槽回路；所述闭式水洞回路包括依次连接形成回路的稳流段、收缩段、试验段、上扩散段、第一拐角段、第一过渡段、第二拐角段、第二过渡段、驱动泵、下扩散段、第三过渡段、第三拐角段、第四过渡段及第四拐角段，且测声舱安装在试验段的下方；所述开式水槽回路包括设置在上扩散段与第一过渡段之间外侧的辅回路，且所述试验段上方布置有上盖板，试验段上方的上盖板揭开时形成开式回路。