[发明专利]一种模拟船舱结构破舱进水的实验装置及方法

说明书

本发明提供了一种模拟船舱结构破舱进水的实验装置及方法，实验装置包括船模、透明水池、水池支架、高速摄像机、重物、三个小支架、四个船模定滑轮、两个重物定滑轮、两根船模固定线、重物固定线和重物牵引线，船模侧面设有破口，破口通过隔水层密封，水池支架设置在透明水池的上端面，船模设置在透明水池内，高速摄像机设置在透明水池外，高速摄像机记录船模进水过程，重物设置在透明水池外，船模通过两根船模固定线吊装，重物通过重物牵引线与隔水层固定连接，重物固定线的一端与重物牵引线连接，另一端与两根船模固定线的连接处连接。本发明可以使船模有吃水的初始状态下，实现拍摄船模突然出现侧面破口进水沉没的过程。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程技术领域，尤其是涉及一种模拟船舱结构破舱进水的实验装置及方法。

背景技术

船舶在海中航行可能会遇到碰撞、搁浅等多种危险状况，这些都可能会造成船舶损伤，在很大程度上影响了船舶的浮态和稳态，对船舶和人的生命安全造成极大的威胁。因此，在发生沉船事故时，要立即对船舶的浮态、剩余浮力、剩余强度和沉没时间进行评估，以制定合理的救援计划。因此，研究破损船舶的运动形态非常有意义，但是破损船舶的内部流动、船体和其他载荷等多种非线性因素相互耦合作用使船舶的运动形态极其复杂。并且，在水流撞击船体舱壁时会发生飞溅等现象，这些非线性的现象难以通过数值模拟来实现，因此有必要进行相关的模型实验来研究船舶破舱进水后水在船体的内部流动状况、船体沉没过程等相关现象。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种模拟船舱结构破舱进水的实验装置及方法，可以使船模有吃水的初始状态下，实现拍摄船模突然出现侧面破口进水沉没的过程。

本发明专利通过如下技术方案进行目的的实现：

一种模拟船舱结构破舱进水的实验装置，包括船模、透明水池、水池支架、高速摄像机、重物、三个小支架、四个船模定滑轮、两个重物定滑轮、两根船模固定线、重物固定线和重物牵引线，所述的船模侧面设有破口，所述破口通过隔水层密封，所述的水池支架设置在透明水池的上端面，所述的船模设置在透明水池内，所述的高速摄像机设置在透明水池外，所述的高速摄像机记录船模进水过程，所述的重物设置在透明水池外；

所述的水池支架包括两个横梁和五个纵梁，两个横梁和其中两个纵梁围成框型结构并安装在透明水池的上端面上，另三个纵梁的两端分别与两个横梁固定，在相邻的两个纵梁的上表面平行安装三个小支架，下表面安装四个船模定滑轮，在另一个纵梁的上表面和与另一个纵梁临近的作为框型结构的纵梁的上表面分别安装一个重物定滑轮；每个小支架的中部设有一个U型架；

在船模的前端部和后端部分别缠绕一根船模固定线，两根船模固定线分别绕过相对应位置的船模定滑轮后绕过各自侧的小支架上的U型架，最终两根船模固定线在位于中间的小支架上的U型架处交汇连接，所述的重物通过重物牵引线依次绕过两个重物定滑轮后与隔水层固定连接，重物固定线的一端与重物通过牵引线连接，重物固定线的另一端与两根船模固定线的连接处连接；

初始时，所述船模有吃水，且两根船模固定线吊装船模位于透明水池内自由水面的中心处。

进一步的，四个船模定滑轮的安装位置与布局与船模的长度及宽度相适应。

进一步的，透明水池内水面高度为透明水池高度的3/4。

进一步的，所述船模固定线设置在船模的外侧。

进一步的，所述高速摄像机位于船模开有破口的一侧。

进一步的，所述隔水层粘贴在船模的破口处，所述隔水层带有塑料保护膜。

进一步的，所述实验装置通过改变另外三个纵梁之间的距离对不同主尺度的船模进行实验。

进一步的，所述船模固定线、重物牵引线和重物固定线均为透明塑料质地线。

进一步的，所述透明水池由有机玻璃制作。