CN108844714A - 一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置及模拟装置 - Google Patents

Abstract

一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置及模拟装置，包括：壳体，具有进水端、出水端以及试验内腔；拉力测试机构，包括拉力传感器和数据存储器，拉力传感器设置在壳体的进口端，其拉动端与内置在壳体试验内腔的仿生非光滑表面迎水端拆卸式连接，其数据传输端通过导线与置于壳体外部的数据存储器信号输入端电连接；水平微小移动套座，设置在壳体内，其受控端套接在仿生非光滑表面上；升降吊拉机构，设有可与水平微小移动套座的调控端配合的调节端；所述模拟装置包括变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置、进水管路系统、出水管路系统、抽水装置以及储水装置。本发明的有益效果是：定性比较仿生非光滑表面在不同曲率情况下的减阻效果。

Description

一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置及模拟装置

技术领域

本发明涉及一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置及模拟装置。

背景技术

物体在水下面运动，阻力的70％～80％都是表面摩擦阻力。在高速运动时，摩擦阻力约占总阻力的40％左右。对于使用吸气式发动机的超音速飞行器而言，摩擦阻力可达到50％。因此减少摩擦阻力成了减少能耗的一个重要方面，如何减少摩擦阻力引起的能量损失成了当今人们研究的一个重要课题。在研究如何消弱固液界面以及固体之间的相对运动摩擦阻力问题，国内外大量的工作者进行了大量的理论探索及试验研究，已经在许多方面取得了显著的成果。仿生非光滑表面由于其良好的减阻效果受到了国内外研究学者的重视，经过几年的研究，不少成果已经投入实际工程应用中。然而大多数的研究是针对仿生非光滑平面的研究，对于变曲率仿生非光滑表面减阻效果的研究少之又少，因此研究变曲率仿生非光滑表面的减阻效果亦很重要。

研究流体减阻效果的传统装置为水洞、风洞或水槽等，而采用这些装置不仅占地广，而且耗资很巨大，因此在诸多方面都有较大的局限性；同时还存在其他的弊端，比如若采用水池拖拽的方式，一方面，水池长度有限，很难达到较高的速度，另一方面，对象速度参数调节的范围很小，仅能模拟低流速运动状态下的阻力测试试验要求，难以模拟船舶在高速航行时的环境。如今已经研制出来的的小型流体性能测试试验装置，它们大多是封闭的圆管结构，该设计方案则需要解决的问题是实现试验样件的可安装及拆卸。所以研发设计一台造价低廉、性能稳定，操控方便的较小型阻力测试装置对于仿生表面这一课题的研究有很大的积极意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种能够对变曲率仿生非光滑表面的减阻效果进行测试的测试装置及模拟装置。

本发明所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于，包括：

壳体，具有进水端、出水端以及试验内腔，其中进水端、出水端均与试验内腔连通；

拉力测试机构，包括拉力传感器和数据存储器，拉力传感器设置在壳体的进口端，其拉动端与内置在壳体试验内腔的仿生非光滑表面迎水端拆卸式连接，其数据传输端通过导线与置于壳体外部的数据存储器信号输入端电连接，用于测试并记录仿生非光滑表面迎流端所受的力；

水平微小移动套座，设置在壳体内，其受控端套接在仿生非光滑表面上，用于使仿生非光滑表面的试验面在水流经时产生微小移动；

升降吊拉机构，设有可与水平微小移动套座的调控端配合的调节端，用于控制水平微小移动套座受控端与壳体内壁之间距离以调整仿生非光滑表面的曲率。

所述壳体为空心直方管，且壳体侧壁设有透明观察窗。

所述壳体上下壁沿轴向交错设置多套水平微小移动套座，其中两套水平微小移动套座配装一套升降吊拉机构，且两套水平微小移动套座分列在壳体上下壁，用于调节仿生非光滑表面的曲率。

所述水平微小移动套座包括水平滑动部和竖直调节部，所述水平滑动部的一端与竖直调节部水平滑动连接，水平滑动部的另一端与仿生非光滑表面的试验面固接；竖直调节部上设置用于调整水平滑动部纵向位置的调节螺栓，并且调节螺栓的端部从壳体上的安装通孔穿出后，调节螺栓分为两类，一类直接与固定螺母螺接，用于实现该类水平微小移动套座与壳体的固定；另一类作为调控端，与升降吊拉机构相连，用于调整水平滑动部纵向位置。

所述竖直调节部包括滚珠座、调节螺栓、保持架以及滚珠，滚珠座两端通过调节螺栓水平安装在壳体侧壁，其中调节螺栓外端穿出壳体后分为两类，一类命名为第一螺栓，直接与与相应固定螺母螺接，另一类命名为第二螺栓，作为调控端与升降吊拉机构相连；滚珠座的受力面设有用于置于滚珠的凹槽；滚珠通过同样设置在受力面的保持架始终置在凹槽内滚动，其中保持滚珠最高点超出滚珠座受力面；滚珠座与水平滑动部滑动连接。

所述水平滑动部包括移动套和固定螺栓，移动套的固定部与仿生非光滑表面的试验面固接，移动套的滑动部设有插入滚珠座的水平调节通孔；所述滚珠座插入移动套的水平调节通孔内，二者间隙配合，并且水平调节通孔的受压面与超出滚珠座受力面的滚珠接触，使得移动套沿水平方向移动。

所述升降吊拉机构包括螺母座、调节手柄以及调节螺杆，所述螺母座底部与壳体安装孔处的管壁固接，螺母座设有供第二螺栓调控端插入的轴向螺纹通孔；调节螺杆的内端从外向内插入轴向螺纹通孔内，其底部与从内向外插入轴向螺纹通孔的第二螺栓固接，调节螺杆外壁设有可与轴向螺纹通孔螺接的外螺纹，并在外端部安装一用于施力的调节手柄。

所述拉力传感器的安装端固装在壳体进水端，拉力传感器的拉动端固装连接件，其中连接件设有用于卡住仿生非光滑表面迎水端的插槽，二者通过紧固螺栓和螺母。

一种利用本发明所述的变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置构建的模拟装置，其特征在于：包括变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置、进水管路系统、出水管路系统、抽水装置以及储水装置，所述仿生非光滑表面减阻测试装置的进水端和出水端分别通过进水法兰、出水法兰与进水管路系统的出水口、出水管路系统的进水口管路连通，并保持仿生非光滑表面减阻测试装置内置的壳体水平布置；所述进水管路系统的进水口与抽水装置的出水口管路连通，抽水装置的抽水端、所述出水管路系统的出水口均连通至储水装置内，形成封闭的循环水路；所述进水管路系统的进水口处设有可供抽水装置的抽水端插入的抽水孔，用于将储水装置内的水依次抽入进水管路系统、仿生非光滑表面减阻测试装置、出水管路系统后回至储水装置内，形成一封闭的循环水路。

所述抽水装置包括电机和立式轴流泵，所述立式轴流泵的驱动端与所述电机的输出轴相连，立式轴流泵的抽水端引入储水装置内，出水端与进水管路系统的进水口管路连通。

所述进水管路系统包括进口接管、进水弯管、稳定段接管、收缩段接管以及整流栅，进口接管、进水弯管、稳定段接管、收缩段接管顺次相连形成一条封闭的进水流路，各接管之间通过接口法兰密封固定，并通过进水管支撑架架装在储水装置的盖板上；进水接管的进水端与立式轴流泵的出水端管路连通，其中稳定段接管、收缩段接管水平布置且二者与仿生非光滑表面减阻测试装置同轴布置，收缩段接管的大端与稳定段接管出水端连通，收缩段接管的小端经过整流栅后与仿生非光滑表面减阻测试装置的进口端管路连通。

所述出水管路系统包括扩散段接管、出水弯管和回流段接管，扩散段接管、出水弯管和回流段接管顺次连通形成一条封闭的出水流路，并通过出水管支撑架以及支撑块架装在储水装置的盖板上，扩散段接管与仿生非光滑表面减阻测试装置同轴布置，回流段接管垂直布置，扩散段接管小端进水端与仿生非光滑表面减阻测试装置的出水端管路连通，扩散段接管大端出水端与出水弯管进水端连通，出水弯管出水端与回流段接管进水端管路连通，而回流段接管的出水端引至储水装置内。

原理是：通过对试验面上几个特定位置点的吊拉，使其形成可变曲率的仿生非光滑表面。再将试验壁面安置于试验装置的试验段内，由泵带动的循环水路流经试验段时，流体受到试验面阻力，同时流体给试验面一个反作用力，使试验面有水平移动的趋势，从而使整个力作用在拉力传感器上，在显示屏显示出来。通过同种流速不同曲率的比较，可以得出不同试验面不同曲率的减阻效果。

考虑在模拟实验时，水的流速能达到20m/s，因此不容忽视的是水对试验段内各连接件和各组件的冲击力。过大的冲击力会使得螺栓的剪应力过大，对螺栓等连接件造成破坏，直接影响试验的正常进行，造成一些损失。除此之外，水流对移动套的冲击力将影响试验面的曲率变化，大大增加试验面的水平力，直接影响实验结果，甚至会超过拉力传感器的预选量程，对传感器造成破坏。而且较大的组件会影响流线和流动稳定性，试验结果会存在偶然误差。因此本发明利用隔板将试验段分为两个部分，一部分是仿生非光滑试验面的减阻效果测试部分，另一部分是吊拉升降装置包括移动套座和测量装置包括拉力传感器及连接件。试验面部分水以20m/s左右的速度正常流动，而辅助测试装置部分的水基本以局部扰动即一些小的漩涡的方式流动，对连接件和其他辅助组件的冲击微乎其微。

本发明的有益效果在于：可以定性比较仿生非光滑表面在不同曲率情况下的减阻效果。对仿生非光滑表面变曲率的方式，安装方法以及测量方法进行了设计。本发明具有能耗低、占用范围小、安全可靠易于拆装的优点。

附图说明

图1：是变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置装配图。

图2：是测试装置主视图。

图3：是测试装置右视图。

图4：是移动套放大图。

图5：是升降吊拉结构放大图。

图6：是拉力传感器安装放大图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，包括：

壳体4，具有进水端、出水端以及试验内腔，其中进水端、出水端均与试验内腔连通；

拉力测试机构，包括拉力传感器26和数据存储器，拉力传感器26设置在壳体4的进口端，其拉动端与内置在壳体试验内腔的仿生非光滑表面20迎水端拆卸式连接，其数据传输端通过导线与置于壳体外部的数据存储器信号输入端电连接，用于测试并记录仿生非光滑表面迎流端所受的力；

水平微小移动套座，设置在壳体4内，其受控端套接在仿生非光滑表面上，用于使仿生非光滑表面的试验面在水流经时产生微小移动；

升降吊拉机构，设有可与水平微小移动套座的调控端配合的调节端，用于控制水平微小移动套座受控端与壳体内壁之间距离以调整仿生非光滑表面的曲率。

所述壳体4为空心直方管，且壳体4侧壁设有透明观察窗30。

所述壳体4上下壁沿轴向交错设置多套水平微小移动套座，其中两套水平微小移动套座配装一套升降吊拉机构，且两套水平微小移动套座分列在壳体上下壁，用于调节仿生非光滑表面的曲率。

所述水平微小移动套座包括水平滑动部和竖直调节部，所述水平滑动部的一端与竖直调节部水平滑动连接，水平滑动部的另一端与仿生非光滑表面的试验面固接；竖直调节部上设置调节螺栓，并且调节螺栓的端部从壳体上的安装通孔穿出后，调节螺栓分为两类，一类(命名为第一螺栓6)直接与固定螺母5螺接，用于实现该类水平微小移动套座与壳体的固定；另一类(命名为第二螺栓17)作为调控端，与升降吊拉机构相连，用于调整水平滑动部纵向位置。

所述竖直调节部包括滚珠座10、调节螺栓6、保持架7以及滚珠8，滚珠座10两端通过调节螺栓6水平安装在壳体4侧壁，其中调节螺栓外端穿出壳体后分为两类，一类(命名为第一螺栓6)直接与与相应固定螺母5螺接，另一类(命名为第二螺栓17)作为调控端，与升降吊拉机构相连；滚珠座10的受力面设有用于置于滚珠8的凹槽；滚珠8通过同样设置在受力面的保持架7始终置在凹槽内滚动，其中保持滚珠最高点超出滚珠座受力面；滚珠座10与水平滑动部滑动连接。

所述水平滑动部包括移动套9和固定螺栓11，移动套9的固定部与仿生非光滑表面20的试验面19固接，移动套9的滑动部设有插入滚珠座的水平调节通孔；所述滚珠座10插入移动套9的水平调节通孔内，二者间隙配合，并且水平调节通孔的受压面与超出滚珠座受力面的滚珠接触，使得移动套可沿水平方向移动。

所述升降吊拉机构包括螺母座16、调节手柄13以及调节螺杆12，所述螺母座16底部与壳体4管壁安装孔处的管壁固接，螺母座16设有供第二螺栓17调控端插入的轴向螺纹通孔；调节螺杆12的内端从外向内插入轴向螺纹通孔内，其底部与从内向外插入轴向螺纹通孔的第二螺栓17固接，调节螺杆12外壁设有可与轴向螺纹通孔螺接的外螺纹，并在外端部安装一用于施力的调节手柄13。

所述拉力传感器26的安装端通过紧定螺母27固装在壳体进水端，拉力传感器26的拉动端固装连接件25，其中连接件25设有用于卡住仿生非光滑表面20迎水端的插槽，二者通过紧固螺栓和螺母固定。

一种利用本发明所述的变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置构建的模拟装置，包括变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置、进水管路系统、出水管路系统、抽水装置以及储水装置。

所述抽水装置包括电机32和立式轴流泵31，所述立式轴流泵31的驱动端与所述电机32的输出轴相连，立式轴流泵31的抽水端引入储水装置内，出水端与进水管路系统的进水口管路连通。

所述进水管路系统包括进口接管、进水弯管36、稳定段接管37、收缩段接管39以及整流栅41，进口接管、进水弯管、稳定段接管、收缩段接管顺次相连形成一条封闭的进水流路，各接管之间通过接口法兰35密封固定，并通过进水管支撑架38架装在储水装置的盖板上；进水接管的进水端与立式轴流泵的出水端管路连通，其中稳定段接管、收缩段接管水平布置且二者与仿生非光滑表面减阻测试装置同轴布置，收缩段接管的大端与稳定段接管出水端连通，收缩段接管的小端40经过整流栅41后与仿生非光滑表面减阻测试装置的进口端管路连通。

所述出水管路系统包括扩散段接管45、出水弯管47和回流段接管48，扩散段接管45、出水弯管47和回流段接管48顺次连通形成一条封闭的出水流路，并通过出水管支撑架46以及支撑块49架装在储水装置的盖板上，扩散段接管与仿生非光滑表面减阻测试装置同轴布置，回流段接管垂直布置，扩散段接管小端进水端与仿生非光滑表面减阻测试装置的出水端管路连通，扩散段接管大端出水端与出水弯管47进水端连通，出水弯管47出水端与回流段接管48进水端管路连通，而回流段接管48的出水端引至储水装置内。

实施例2本发明所述的测试装置，使仿生非光滑表面能在一定范围内进行曲率的任意调节与变换，并测出相应变换下的减阻效果。因此设计了升降吊拉结构。升降吊拉结构主要采用螺旋传动来实现，其结构主要由调节螺杆、螺母座以及调节手柄组成，调节螺杆上部为大头，一方面用调节手柄插入驱使调节螺杆转动从而实现调节螺杆沿螺母座的轴向螺纹通孔上下运动，另一方面，大头也起到向下限位的作用，使其卡在轴向螺纹通孔上端外部不至于完全旋入轴向螺纹通孔内而影响调节手柄的使用。调节手柄插入调节螺杆大头处的安装内，两端分别通过固定螺钉15以及垫片14封闭；调节螺杆底部开螺纹孔，用第二螺栓连接调节螺杆和滚珠座，再用固定螺栓11连接移动套和仿生非光滑表面的试验面，这样就可以通过外部人为调节手柄，实现对试验面局部施力使其弯曲，从而达到变曲率的效果，在整个试验段内设置多个升降吊拉结构，使得整个仿生非光滑表面能够按照一定的曲率进行试验。抽水装置运行，水持续流经试验段。在曲率变换之后为了能测量流体阻力，必须使试验面在水流经时要产生微小移动，即试验面不能在水平方向上被吊拉结构进行刚性约束，所以设置了水平微小移动套座。

所述的水平微小移动套座，即在试验面变形后，在水流经试验面时，为了防止升降螺栓杆对试验面水平方向进行刚性约束，而导致拉力传感器测量值很小，直接影响实验结果。其设计主要参照滚动轴承的结构，滚珠座上设计两排凹槽，放置两排钢珠，保持移动套的稳定性，保持架防止钢珠散落。移动套座通过固定螺栓11连接在试验面19上，当水流经时，仿生非光滑表面20的仿生非光滑表面会产生一个阻力，当力传递到移动套9上时，由于设置了滚珠座10结构，故在水平方向会产生微小移动。采用了此设计之后，在水流经试验面之时，使得水对试验面的反作用力能更大程度传递到测力装置，能与实际值更加贴近。

拉力测试装置的核心元件是拉力传感器26。拉力传感器26一端通过紧定螺母27直接在壳体4上开孔连接固定，一端采用特定设计的连接件25连接试验面，即采用夹持的方式，紧固螺栓和螺母拧紧提供夹持力，同时还能防止试验面拉力大于夹持时的摩擦力时而脱落，数据线连接带人机交互界面的数据存储器。在水流经试验面时，仿生非光滑表面会产生一定的阻力，使得移动套9在水平方向有一定的位移，由于拉力传感器26与试验面固定连接，水对试验面的拽力传到拉力传感器26的一端，从而能够精确测量出试验面迎流端所受的力，即仿生非光滑表面所产生的阻力。

所述的模拟装置，通过相应装置模拟船舶流速，该模拟装置类似水洞试验装置，是一个封闭的循环水路，由一个变频电机带动水泵工作，水泵从储水装置的水箱内抽水供给整个循环水路，水流经试验段，就能模拟船舶航行的情景。变频器调节频率，从而调节电机转速，即水泵转速，改变水的流量，模拟不同航速下的相应参数变化。

所述的进水管路系统的进水弯管为30°弯管，出水管路系统的出水弯管为90°弯管，其中30°弯管和90°弯管主要改变水流流向，使得水有所需要的流速和流向。在收缩段接管后设置整流栅，使得流速变得更加均匀不紊乱。通过控制电机的转速，得到相应的水流流速，从而模拟不同航行速度下的水流状况。

实施例3本发明由测试装置和模拟装置两部分组成，结合图2说明测试装置的具体组成。其中测试装置进出水端分别通过进口法兰1和接口法兰39与模拟装置相连接，通过第一六角螺栓2与第二六角螺母3配合固定。

结合图4详细介绍移动套座的结构：滚珠座10安装在移动套9内部，移动套9的上部通过第一螺栓6和固定螺母5固定在壳体4上，下部通过固定螺栓11固定在仿生非光滑表面20上，可防止第二螺栓17对试验面19水平方向的刚性约束。当水流经时，仿生非光滑表面会产生一个阻力，当力传递到移动套座上时，由于设置了滚珠座结构，故在水平方向会产生微小移动。采用了此设计之后，在水流经试验面之时，使得水对试验面的反作用力能更大程度传递到测力装置，能与实际值更加贴近。

结合图5详细介绍升降吊拉结构的组成：主要采用螺旋传动来实现，类似于千斤顶。为了实现仿生非光滑表面多点变曲率，本发明设置了多个升降吊拉结构，与试验面通过六角薄螺母21、弹簧垫22和第三六角螺母23连接，可以较精准地控制试验面弯曲。

结合图6详细介绍拉力传感器的装配结构：拉力传感器一端连接壳体4，一端连接试验面19，数据线连接数据存储器，在水流经试验面19时，水对试验面的拽力传到拉力传感器26的一端，从而能够精确测量出试验面迎流端所受力。拉力传感器26直接在壳体4上开孔通过紧定螺母27连接固定，与试验面的连接利用传感器连接件25固定，即采用夹持的方式，螺栓拧紧提供夹持力，同时还能防止试验面拉力大于夹持时的摩擦力时而脱落。

由图3可见，观察窗30和密封圈29通过开凿圆柱头螺钉28固定在壳体4上，方便清晰观察接管内的水流状况，一旦发现试验异常，可立即采取相应的措施，保证试验的安全可靠。

结合图1说明模拟装置具体组成。模拟装置主要由立式轴流泵31和三级能效高效电机32组成，二者通过刚性联轴器33传递动力。三级能效高效电机36通过螺栓固定在电机楼板34上。轴流泵31出水口与进水管路系统相连通，依次通过30°的进水弯管36、稳定段接管37和收缩段接管39，各接管间通过接口法兰35连接，接管通过支撑架38固定在楼板上。在收缩段接管后设置整流栅41，使得流速变得更加均匀不紊乱。整流栅41后为测试装置43，测试装置通过进水管支撑架44固定在盖板上，稳定的水流流经测试装置后，拉力传感器26即可测得相应的拉力。测试装置与扩散段接管45连接，其后分别为90°的出水弯管47、回流段接管48，回流段接管两侧安置支撑块49，此循环水路模拟船舶航行的情景，通过改变电机的转速，得到不同的水流速度，模拟相应的航行状态。

结合图1详细说明本发明的完整流程。三级能效高效电机32将动力通过刚性联轴器33传到轴流泵31，将水槽中的水压到接管中，通过进水弯管36后，水流改变方向流动、在稳定段接管37中较稳定流动，流至收缩段接管39，水流速度提高，但较紊乱。通过整流栅41整流后，水流稳定均匀流动，达到试验需要的参数。测试装置根据试验需要，通过升降吊拉结构和移动套调整仿生非光滑表面的曲率，均匀的水流流经测试装置43后，经过扩散段接管45降低水流速度，在流经出水弯管47后，水流流向改变，速度再一次降低，通过回流段接管48回到水槽50。至此完成整个流程，拉力传感器显示相应的数据，通过拉力传感器测得的数据评估变曲率仿生非光滑表面的减阻效果。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于，包括：

壳体，具有进水端、出水端以及试验内腔，其中进水端、出水端均与试验内腔连通；

拉力测试机构，包括拉力传感器和数据存储器，拉力传感器设置在壳体的进口端，其拉动端与内置在壳体试验内腔的仿生非光滑表面迎水端拆卸式连接，其数据传输端通过导线与置于壳体外部的数据存储器信号输入端电连接，用于测试并记录仿生非光滑表面迎流端所受的力；

水平微小移动套座，设置在壳体内，其受控端套接在仿生非光滑表面上，用于使仿生非光滑表面的试验面在水流经时产生微小移动；

升降吊拉机构，设有可与水平微小移动套座的调控端配合的调节端，用于控制水平微小移动套座受控端与壳体内壁之间距离以调整仿生非光滑表面的曲率。

2.如权利要求1所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述壳体为空心直方管，且壳体侧壁设有透明观察窗。

3.如权利要求1所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述壳体4上下壁沿轴向交错设置多套水平微小移动套座，其中两套水平微小移动套座配装一套升降吊拉机构，且两套水平微小移动套座分列在壳体上下壁，用于调节仿生非光滑表面的曲率。

4.如权利要求3所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述水平微小移动套座包括水平滑动部和竖直调节部，所述水平滑动部的一端与竖直调节部水平滑动连接，水平滑动部的另一端与仿生非光滑表面的试验面固接；竖直调节部上设置用于调整水平滑动部纵向位置的调节螺栓，并且调节螺栓的端部从壳体上的安装通孔穿出后，调节螺栓分为两类，一类直接与固定螺母螺接，用于实现该类水平微小移动套座与壳体的固定；另一类作为调控端，与升降吊拉机构相连，用于调整水平滑动部纵向位置。

5.如权利要求3所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述竖直调节部包括滚珠座、调节螺栓、保持架以及滚珠，滚珠座两端通过调节螺栓水平安装在壳体侧壁，其中调节螺栓外端穿出壳体后分为两类，一类命名为第一螺栓，直接与与相应固定螺母螺接，另一类命名为第二螺栓，作为调控端与升降吊拉机构相连；滚珠座的受力面设有用于置于滚珠的凹槽；滚珠通过同样设置在受力面的保持架始终置在凹槽内滚动，其中保持滚珠最高点超出滚珠座受力面；滚珠座与水平滑动部滑动连接。

6.如权利要求5所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述水平滑动部包括移动套和固定螺栓，移动套的固定部与仿生非光滑表面的试验面固接，移动套的滑动部设有插入滚珠座的水平调节通孔；所述滚珠座插入移动套的水平调节通孔内，二者间隙配合，并且水平调节通孔的受压面与超出滚珠座受力面的滚珠接触，使得移动套沿水平方向移动。

7.如权利要求4所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述升降吊拉机构包括螺母座、调节手柄以及调节螺杆，所述螺母座底部与壳体安装孔处的管壁固接，螺母座设有供第二螺栓调控端插入的轴向螺纹通孔；调节螺杆的内端从外向内插入轴向螺纹通孔内，其底部与从内向外插入轴向螺纹通孔的第二螺栓固接，调节螺杆外壁设有可与轴向螺纹通孔螺接的外螺纹，并在外端部安装一用于施力的调节手柄。

8.如权利要求1所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置，其特征在于：所述拉力传感器的安装端固装在壳体进水端，拉力传感器的拉动端固装连接件，其中连接件设有用于卡住仿生非光滑表面迎水端的插槽，二者通过紧固螺栓和螺母。

9.一种利用权利要求1～8任意一项权利要求所述的一种变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置构建的模拟装置，其特征在于：包括变曲率的仿生非光滑表面减阻测试装置、进水管路系统、出水管路系统、抽水装置以及储水装置，所述仿生非光滑表面减阻测试装置的进水端和出水端分别通过进水法兰、出水法兰与进水管路系统的出水口、出水管路系统的进水口管路连通，并保持仿生非光滑表面减阻测试装置内置的壳体水平布置；所述进水管路系统的进水口与抽水装置的出水口管路连通，抽水装置的抽水端、所述出水管路系统的出水口均连通至储水装置内，形成封闭的循环水路；所述进水管路系统的进水口处设有可供抽水装置的抽水端插入的抽水孔，用于将储水装置内的水依次抽入进水管路系统、仿生非光滑表面减阻测试装置、出水管路系统后回至储水装置内，形成一封闭的循环水路。

10.如权利要求9所述的模拟装置，其特征在于：所述抽水装置包括电机和立式轴流泵，所述立式轴流泵的驱动端与所述电机的输出轴相连，立式轴流泵的抽水端引入储水装置内，出水端与进水管路系统的进水口管路连通。