CN110208572A - 一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，包括铂丝、铜板、空心支架、滑轨、脉冲电源和水下高速摄像机。铂丝和铜板分别水平安装在空心支架的两侧，成多层分布形式。滑轨包括滑杆与导轨，导轨上开设定位孔与固定孔。导轨固定在拖车的支撑架上。滑杆下端与空心支架固连，空心支架采用绝缘的高强度材料。滑杆顶部开设两个电线出孔，电线两端分别与阴阳极和脉冲电源相连。本发明加工制作工艺简单，成本低，操作简便，且不会对水池的水质产生任何影响。本发明更改尺寸比例后，也可以适用于其他各类水池中的模型流场测试实验。

Description

一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置
技术领域：
本发明涉及机械技术领域，特别是一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置。
背景技术：
流动可视化技术是实验流体力学中最有用的工具之一，它的目的是使流场流动可视化，通过对大范围流场的观察与分析，全面掌握流动的特性。目前在船模拖曳水池中常用的流动可视化技术为粒子图像测速技术(PIV)。PIV技术已经从岸基式发展成了随车式，从二维测量发展成了三维测量。然而，PIV设备价格昂贵，操作复杂，且示踪粒子通常为固体颗粒物，如聚苯乙烯及尼龙颗粒、铝粉和荧光粒子等，长期使用会明显影响水池的水质。针对这个问题，本专利发明了一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，通过电解水产生的微气泡群来显示流动的特征。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种成本低，易于生产制造，使用和操作方便，不污染水池水质，的适用于船模拖曳水池的流动可视化装置。
本发明的内容是这样实现的：
一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，包括铂丝、铜板、空心支架、滑轨、脉冲电源和水下高速摄像机，其中，四个铜板呈矩形，等间距排列在空心支架的一侧，另一侧由铂丝将等高的两根延长的支架相连；导轨由在四个角的四个固定孔，中间竖直排列9个定位孔，以及定位孔上的定位销固定在滑杆上，滑杆与空心支架相连；滑竿顶部有两个电线出孔。
所述的铂丝和铜板分别水平安装在空心支架的两侧，成多层分布形式。
所述的滑轨包括滑杆与导轨，导轨上开设定位孔与固定孔，滑杆上的定位销插入导轨上的定位孔中。
所述的导轨固定在拖车的支撑架上。
所述的滑杆下端与空心支架固连，空心支架采用绝缘的高强度材料。
所述的滑杆顶部开设两个电线出孔，电线两端分别与阴阳极和脉冲电源相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过电解水产生的微气泡群来显示流动的特征降低了长期使用聚苯乙烯及尼龙颗粒、铝粉和荧光粒子等固体颗粒物会明显影响水池的水质的问题；除此之外，本发明提供一种成本低，易于生产制造，使用和操作方便的装置，避免了使用PIV设备价格昂贵，操作复杂的问题。
附图说明：
图1适用于船模拖曳水池的流动可视化装置示意图。
图2适用于船模拖曳水池的流动可视化装置正视图。
图3适用于船模拖曳水池的流动可视化装置侧视图。
图4适用于船模拖曳水池的流动可视化装置俯视图。
图5适用于船模拖曳水池的流动可视化装置安装效果图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图中：1.空心支架，2.铂丝，3.铜板，4.滑杆，5.导轨，6.定位孔，7.定位销，8.固定孔，9.电线出孔，10.船模，11.微气泡群；
本发明涉及机械技术领域，特别是一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置。
一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，包括铂丝、铜板、空心支架、滑轨、脉冲电源和水下高速摄像机，其中，四个铜板呈矩形，等间距排列在空心支架的一侧，另一侧由铂丝将等高的两根延长的支架相连；导轨由在四个角的四个固定孔，中间竖直排列9个定位孔，以及定位孔上的定位销固定在滑杆上，滑杆与空心支架相连；滑竿顶部有两个电线出孔。
本发明还包括这样一些特征：
所述的铂丝和铜板分别水平安装在空心支架的两侧，成多层分布形式。
所述的滑轨包括滑杆与导轨，导轨上开设定位孔与固定孔，滑杆上的定位销插入导轨上的定位孔中。
所述的导轨固定在拖车的支撑架上。
所述的滑杆下端与空心支架固连，空心支架采用绝缘的高强度材料。
所述的滑杆顶部开设两个电线出孔，电线两端分别与阴阳极和脉冲电源相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过电解水产生的微气泡群来显示流动的特征降低了长期使用聚苯乙烯及尼龙颗粒、铝粉和荧光粒子等固体颗粒物会明显影响水池的水质的问题；除此之外，本发明提供一种成本低，易于生产制造，使用和操作方便的装置，避免了使用PIV设备价格昂贵，操作复杂的问题。
下面结合附图，对本发明的进一步描述如下：
参照图1-4，铂丝(2)和铜板(3)分别水平安装在空心支架(1)的两侧，成多层分布形式，可根据待测模型的尺寸和要求确定多层排列的数量与间距。滑杆(4)上的定位销(7)可以插入导轨(5)上的定位孔(6)中，可以实现调整装置整体高度的目的。导轨(5)通过固定孔(8)固定在拖车的支撑架上，能够实现整个装置随车运动的目的。两根电线从脉冲电源出发，分别通过滑杆(4)顶部的两个电线出孔(9)进入滑杆(4)内部。滑杆(4)下端与空心支架(1)固连，两根电线分别从空心支架(1)的两端进入，并与铂丝(2)和铜板(3)分别相连。每根铂丝(2)之间为并联连接，每片铜板(3)之间也是并联连接。
参照图5，安装好船模(10)及其他测量装置后，调整滑杆(4)的高度，并用定位销(7)进行固定。然后，根据设定好的航速，启动拖车，船模和本装置同时随车运动。当船速达到稳定时，启动脉冲电源，在铂丝(2)和铜板(3)上会产生大量的微气泡群(11)，多层微气泡群(11)会流经船艏，并跟随流体运动。此时，通过调整水下高速摄像机的角度，可以清晰地观测到模型周围的三维流场形态，且能获得大量空间点在同一瞬间的速度分布情况。
综上所述：本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，包括铂丝、铜板、空心支架、滑轨、脉冲电源和水下高速摄像机。铂丝和铜板在脉动电源的作用下电解水，以产生周期性的微气泡群。铂丝和铜板可根据待测模型的尺寸和要求确定多层排列的数量与间距。整个装置的高度可以通过滑轨进行调整。微气泡群浓度高，分布均匀，可见度高，且能够跟随流体运动。通过调整水下高速摄像机，可以清晰地观测到模型周围的三维流场形态，且能获得大量空间点在同一瞬间的速度分布情况。本发明加工制作工艺简单，成本低，操作简便，且不会对水池的水质产生任何影响。本发明更改尺寸比例后，也可以适用于其他各类水池中的模型流场测试实验。

Claims (6)

1.一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，包括铂丝(2)、铜板(3)、空心支架(1)、滑轨、脉冲电源和水下高速摄像机，其中，四个铜板(3)呈矩形，等间距排列在空心支架(1)的一侧，另一侧由铂丝(2)将等高的两根延长的支架相连；导轨(5)由在四个角的四个固定孔(8)，中间竖直排列9个定位孔(6)，以及定位孔(6)上的定位销(7)固定在滑杆(4)上，滑杆(4)与空心支架(1)相连；滑杆(4)顶部有两个电线出孔(9)。
2.根据权利求1所述的一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，其特征在于：所述的铂丝(2)和铜板(3)分别水平安装在空心支架(1)的两侧，成多层分布形式。
3.根据权利求1所述的一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，其特征在于：所述的滑轨包括滑杆(4)与导轨(5)，导轨(5)上开设定位孔(6)与固定孔(8)，滑杆(4)上的定位销(7)插入导轨(5)上的定位孔(6)中。
4.根据权利求1所述的一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，其特征在于：所述的导轨(5)固定在拖车的支撑架上。
5.根据权利求1所述的一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，其特征在于：所述的滑杆(4)下端与空心支架(1)固连，空心支架(1)采用绝缘的高强度材料。
6.根据权利求1所述的一种适用于船模拖曳水池的流动可视化装置，其特征在于：所述的滑杆(4)顶部开设两个电线出孔(9)，电线两端分别与阴阳极和脉冲电源相连。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3957008A (en) * 1974-03-28 1976-05-18 Mccormick Michael E Drag reduction of water vehicles using gas created by electrolysis on electrodes attached to the hull
JP2005140528A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Toshiba Corp 流体計測装置
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