[发明专利]一种组合式水动力测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种组合式水动力测量装置，其特征在于：包括组合式框架和框架固定装置；

组合式框架用于安装实验对象并测量所受的水动力，组合式框架根据实验需要能组合成平行框架、垂直框架和分度框架三种形式，并且三种形式的框架的入水段均呈流线型；

框架固定装置用于连接组合式框架和实验测量仪器。

2.根据权利要求1所述的一种组合式水动力测量装置，其特征在于：平行框架包括有连接棒、平行框架横板和两个垂向流线型板；

连接棒通过螺栓与平行框架横板固定相连；平行框架横板呈矩形板状结构，其中部与连接棒固定相连；两个垂向流线型板则对称的沿竖直方向固定在平行框架横板两端。

3.根据权利要求1所述的一种组合式水动力测量装置，其特征在于：垂直框架包括连接棒、垂直框架横板、垂向流线型板和横向流线型板；

垂直框架横板呈长方形板状结构，其中部通过螺栓与连接棒固定相连；垂直框架横板沿其长度方向的两端通过螺栓与垂向流线型板安装固定；横向流线型板整体采用宽弦长、高展弦比的机翼结构，其设置于两个垂向流线型板之间，并通过螺栓与垂向流线型板连接，横向流线型板的剖面为低阻对称翼型。

4.根据权利要求1所述的一种组合式水动力测量装置，其特征在于：分度框架包括有连接棒、多冲角框架分度板和垂向流线型板；

多冲角框架分度板在水平面上的投影呈扇形结构，多冲角框架分度板上部中间位置通过螺栓固定有上连接块，沿竖直方向布置的连接棒与该上连接块的侧壁通过螺栓固定，多冲角框架分度板扇形圆心底部通过螺栓连接有下连接块，其中一个垂向流线型板通过螺栓安装在下连接块上；

多冲角框架分度板顶部靠近扇形弧长位置设置有一条滑轨，滑轨从0°～90°每间隔5°设置十字卡槽，并带有对应的刻度标识，滑轨内部滑动安装有滑块，滑块底部通过螺丝与另外一个垂向流线型板相连，滑块底部为与十字卡槽相匹配的十字形。

5.根据权利要求2至4任一所述的一种组合式水动力测量装置，其特征在于：垂向流线型板分为连接段和实验段；

连接段呈长方形，侧面和顶面皆开设螺丝孔；试验段采用宽弦长、高展弦比的机翼结构，剖面为低阻对称翼型，垂向流线型板前后两端距离边缘处各设置一排圆孔，用于固定测量对象。

6.根据权利要求5所述的一种组合式水动力测量装置，其特征在于：框架固定装置包括有连接板、夹持装置和流线型鞘；

实验测量仪器通过螺栓固定在连接板上；夹持装置顶部与连接板相连，底部带有插口，侧面带有可调节插口大小的螺丝孔，通过连接棒能够插入夹持装置实现组合式框架的固定和拆卸；流线型鞘包裹连接棒外部并安装在夹持装置上，其剖面呈流线型。

7.一种如权利要求1至6任一所述的一种组合式水动力测量装置的测量方法，包括如下步骤：

步骤一、根据实验水槽和实验对象尺寸，确定组合式框架的尺寸，根据实验测量仪尺寸确定框架固定装置尺寸，设计并制作组合式水动力测量装置；

步骤二、根据实验过程中实验对象与水流的冲角工况，选择相对应的组合式框架；

步骤三、将框架固定装置通过螺栓固定在实验测量仪上，将组合式框架固定于框架固定装置下方，测量所有设置工况下组合式框架的受力；

步骤四、组合式框架受力测量完成后，将实验对象通过细铁丝固定于组合式框架上，然后将固定有实验对象的组合式框架固定于框架固定装置的下方，调整组合式框架的高度，实验对象全部浸入至水中；

步骤五、按照设置工况，开始测量水动力；

步骤六、最后采用固定有实验对象的框架受力减去对应工况下空框架受力即为对应工况下实验对象的受力。