CN108489704A - 同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置。其特征是利用无固定形态，不可压缩的水。在高速射流中与周围水流体间表现出的刚性，替代细长体在水流体中高速运动的试验装置。与现有技术相比，本发明具有结构简单，应用方便，试验成本低廉。能够持续显现细长体在水流体内高速运动中与周围水体间存在的横向压力波的动态形态变化规律，为研发高速运动细长体提供形象的理论依据和参数。
Description
一、技术领域：
本发明涉及细长体在不可压缩流体内高速运动中的横向压力浓阻力研究，具体的说是一种同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置。
二、背景技术：
细长体在水流体内的运动规律，一直是近现代海军大国关注和研究的重大课题，特别是上世纪九十年代俄罗斯的“暴风”鱼雷问世后，有关“细长体”和“空泡”更成为近些年的热门话题。但是，由于重力场作用。细长体，空泡，自由液面之间相互关系，相互作用的机理十分复杂。也由于产生的头波、尾波、压力波的液波的瞬间动态性，其观察和研究都存在重大困难和众多问题。
三、发明内容：
本发明的目的是针对上述现状，需求和困难，提供一种针对压力波阻力的、结构简单、能多模拟多种渐进变速、持续显现瞬间动态形态、方便观察研究、可反复相同场景的同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置，包括水池、阻波墙、消波墙、试验区、缓冲区、射流释散区、水面、水炮、射流和射流孔，其特征是水池为横向水平的长条形，水池内设置横向阻波墙和消池墙，将水池间隔为试验区，缓冲区和射流释散区，在试验区的水池端壁下部设置可调控的高压水炮，水炮的射流轴线与水池径向平行，在射流经过的消波墙与阻波墙上设置射流孔，水池内注水水面漫过消波墙，低于阻波墙，消波墙和阻波墙的水面下两端和下面留置过水道。
本发明的同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置，对于无固定形态和不可压缩的水，在连续高速射流过程中，由于射流体作为一个整体的一致性惯性动能，其内聚力与射流速度成正比例变化，并呈现递进的刚性性质，当穿越同质的水流体时，刚性的射流体与柔性的静态水体之间存在一个环绕射流体的拢动区，其拢动区的横向宽度与射流体速度呈反比例关系。同时射流体与静态水体之间的运动状态是相对的，根据帕努利定律原理，射流体与周边静态水体相互间的压力与相对速度呈双向的反比降低，当这种压力的负值超过一个大气压时，射流体与静态水体之间的干拢区就会由量度发生质变，干拢区演变为直空区，形成所谓的真空空泡。
现有技术下的流体试验装置和试验技术，无法或难以实现对这个场景和过程的展现，以对其进行观察和测度。本发明的试验装置是在完全固定的装配有完整、齐全的观察和测试设施的较小范围内，以同质的水体射流替代细长体，连续不断的持续展现设定的固定或变化的运动场景。供专业技术人员观察、捕捉和收集细长体在水流体运动中侧向压力波的表征特征，参数资料和运动规律。为细长体的形态设计和动力设计提供更详尽的依据和指标。为细长体的改进和创新提供更大的研发空间。
四、附图说明
图1为同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置的侧剖面图。
图中：1水池、2阻波墙、3消波墙、4试验区、5缓冲区、6射流释散区、7水面、8水炮、9射流、10射流孔。
五、具体实施例：
下面结合说明书附图对本发明作以下进一步详细说明：
如图1所示，修筑横向水平的长条形试验水池1，在水池1内设置阻波墙2和消波墙3，将水池1区隔为试验区4，缓冲区5和射流释散区6。在试验区4的水池1端壁下部设置可调控的高压水炮8，水炮8的射流9轴线与水池1的径向相平行。在射流9轴线穿越消波墙3和阻波墙2的位置设置径值不同的圆形射流孔10。消波墙3两端和下面设有过水道，上部低于水面7。阻波墙2在水面7下的两端和下面设有过水道，上部高出于水面7。试验区4的水池1侧壁上设置目测观察窗、测度流速及变速过程的监测和记录设备。
试验时，启动水炮8形成射流并逐步加速，至试验区4和缓冲区5范围内减速变缓，在射流释散区6内消散混溶于池水。由射流9引发的头波和激波由阻波墙阻挡局限于射流释散区6。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (1)
1.一种同质线性射流替代细长体的压力波水阻试验装置，包括水池、阻波墙、消波墙、试验区、缓冲区、射流释散区、水面、水炮、射流和射流孔，其特征是水池为横向水平的长条形，水池内设置横向阻波墙和消池墙，将水池间隔为试验区，缓冲区和射流释散区，在试验区的水池端壁下部设置可调控的高压水炮，水炮的射流轴线与水池径向平行，在射流经过的消波墙与阻波墙上设置射流孔，水池内注水水面漫过消波墙，低于阻波墙，消波墙和阻波墙的水面下两端和下面留置过水道。
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