[发明专利]一种多功能仿生水动力测试平台

说明书

本发明涉及一种多功能仿生水动力测试平台，包括循环水槽、搭载平台、光学平台、叶轮和自主巡游样机安装装置。能进行的水动力测试包括多样机群游水动力测试、自主巡游样机的启动‑匀速运动‑减速停止模式的水动力测试、naca翼型的水动力测试。通过本测试平台能测量出能量转换效率、主轴载荷、扭矩系数、推力系数同时还可以进行涡场分析以及实验模型关键位置的轨迹提取，借助本测试平台不仅可以完成翼型的机理性水动力测试，还可以为水下航行器水动力性能的CFD数值模拟和理论研究提供实验验证，还能为水下航行器的设计提供参考与指导。

技术领域

本发明属于试验平台领域，涉及一种多功能仿生水动力测试平台。

背景技术

21世纪是海洋的世纪，尤其是深海的世纪，深海的重要在于拓展了新的空间。鉴于人类正加快走向深海，深海的战略形势将极大程度上左右未来的国际海洋政治格局，而水下航行器作为一种有效的水下载具，在军用和民用领域发挥着越来越重要的作用。如何有效的降低流体阻力，如何有效的提高航行器推进效率，如何提高航行器的机动性及灵活性等是设计水下航行器的重要指标。仅仅凭借数值计算或商用软件fluent等得出的水动力性能结论具有局限性，并不能很好的指导航行器的设计，所以这也就促进了水动力测试平台的发展。

现有水动力测试平台多针对常规船舶，适用于仿生航行器、naca翼型、胸鳍/尾鳍翼型等水动力探究的测试平台还有待发展，尤其是集成多种测试于一体的多功能水动力测试平台更是匮乏。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种多功能仿生水动力测试平台，可以提供一种基于循环水槽进行多实验模型、多运动形式的水动力测试平台。具体来说，该测试平台可以适用于多种场景下的水动力测试，主要包括：多样机群游水动力测试、自主巡游样机的启动-匀速运动-减速停止模式的水动力测试、naca翼型的水动力测试。通过本测试平台能测量出能量转换效率、主轴载荷、扭矩系数、推力系数同时还可以进行涡场分析以及实验模型关键位置的轨迹提取，借助本测试平台不仅可以完成翼型的机理性水动力测试，还可以为水下航行器水动力性能的CFD数值模拟和理论研究提供实验验证，还能为水下航行器的设计提供参考与指导。

技术方案

一种多功能仿生水动力测试平台，其特征在于包括循环水槽16、搭载平台9、光学平台17、叶轮7和自主巡游样机安装装置1；循环水槽16为U型结构，U型的一端设有叶轮7，与叶轮7相邻的平直段为自主巡游样机测试区域A，该区域上设有自主巡游样机安装装置1；U型结构另一端的平直段为样机群游及naca翼型/胸鳍/尾鳍翼型测试区域B，该区域上设有搭载平台9，搭载平台9的下方设有光学平台17；所述搭载平台9为四个柱子的框架结构，跨越样机测试区域B，其上部设有两根导轨10，导轨10上设有导轨连接件11，导轨连接件11下方连接连接被测试模型；所述自主巡游样机安装装置1为矩形框架结构，尺寸与自主巡游样机测试区域A相吻合，框架上部设有气浮轴承15；U型结构端口的第一拐角6与第二拐角3之间连接有回流管道，穿过U型结构端口的两个端面，为从第一拐角上表面延伸到第二拐角上表面的通孔19。

所述回流管道的圆洞直径微大于0.6m。

所述导轨10采用气浮导轨或普通滑轨。

所述自主巡游样机测试区域A和样机群游及naca翼型/胸鳍/尾鳍翼型测试区域B的侧壁采用透明亚克力板，周围安装有约束张力的框架。

所述叶轮7采用0.6m直径的铝制叶轮。

所述叶轮7为多个叶轮。

所述普通滑轨采用不锈钢材质，标定有刻度线。

所述光学平台17置放测试所需的激光发射器13和高速相机12。

所述搭载平台9的支架部分采用合金钢。