CN112985764A - 一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统及方法，属于船舶水动力测试技术领域。测试系统包括流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；水动力模型包括多个喷水推进装置、水池拖车、平面运动机构和裸船体模型；裸船体模型上设有多个喷水推进装置；多个喷水推进装置上设有T型导管。本发明通过T型导管，满足具有多个喷水推进装置的船舶操纵性水动力测试的需要；克服了传统试验装置的不足，既考虑了喷水推进系统进流口及进口流量对作用于船体水动力的影响，又避免了喷水推进系统推力对船体水动力测试和分析的影响。本发明结构简洁、可操作性强，奠定了高精度测量喷水推进船操纵水动力的基础。

Description

一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统及方法，属于船舶水动力测试技术领域。

背景技术

喷水推进具有推进和操纵功能，安装四台及以下较为常见，广泛应用于新型高速船艇，可显著提高船舶的机动性。喷水推进船高速回转过程中速降快、横倾大，各喷水推进装置产生的动量通量各不相同。为了搞清其中的机理，考虑船和喷水推进装置相互作用的四自由度建模必不可少，模型中所采用的水动力导数通过平面运动机构(PMM)试验得到，测试斜航、纯横荡、纯首摇等规定运动状态下作用于船体的水动力，为操纵运动建模提供水动力导数。对于常规船型，中国专利CN2018114886980专利申请已经给出了一套试验安装及测试方法，但对于喷水推进船，至今尚未形成合理可行的方法。目前主要采用两种方法，一种方法是不考虑喷水推进系统对船体水动力的影响，试验时将船体上的进流口封闭，没有考虑喷水推进系统对船体的姿态以及船体排水形态的影响，这一方法显然是不合适的；另一种方法是中国专利CN201811216999专利申请中安装喷水推进系统后直接开展PMM试验，只考察泵开关状态对操纵水动力导数的影响，但实际测试的水动力中包含了喷水推进系统产生的推力以及进口出口动量通量差产生的横向力，测试的水动力无法用于机理建模，得到的船体水动力导数的物理意义也不明确。中国专利CN202010401668专利申请中的方法适合单喷水推进和双喷水推进船体水动力测试，但没有考虑喷水推进操舵后的喷推力测试，对于装有四台喷水推进装置的船舶难以适应，无法消除四台喷水推进装置产生的推力以及进口出口动量通量差产生的横向力，所有这些关键问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是为解决如何进行对载有多个喷水推进的船舶，其喷水推进和船体有相互影响，又不计及喷水推进产生的推力以及横向力的情况下操纵性水动力测试的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，测试系统包括流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；水动力模型包括多个喷水推进装置、水池拖车、平面运动机构和裸船体模型；水池拖车通过平面运动机构和裸船体模型连接，裸船体模型上设有多个喷水推进装置；水动力模型中设有流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；所述多个喷水推进装置上设有T型导管。

优选地，所述裸船体模型上设有多个喷水推进装置、喷水推进装置控制系统、伺服电机和可编程逻辑控制器；裸船体模型的尾部设有多个喷水推进装置，喷水推进装置与喷水推进装置控制系统连接；可编程逻辑控制器通过伺服电机与喷水推进装置连接。

优选地，所述喷水推进装置包括进水口、喷管、叶轮、伺服电机、动力轴、动力仪和压力传感器；所述进水口和喷管之间设有叶轮；伺服电机通过动力轴与叶轮连接；动力轴上设有动力仪；喷管内设有压力传感器；叶轮远离动力轴的一端设有导流帽。

优选地，所述喷水推进装置还包括细软管、汇流管和T型导管；多个所述喷管分别通过细软管与一个汇流管的一端连接，汇流管的另一端设有T型导管。

优选地，所述裸船体模型内设有数据采集及处理系统；所述动力仪与数据采集及处理系统连接。

优选地，所述平面运动机构和裸船体模型之间设有船体水动力传感器；所述船体水动力传感器设为两个；沿船模中纵剖面，两个传感器对称设于船体重心高度位置的两侧。

优选地，所述流量标定装置包括水池拖车、喷水推进装置、压力传感器、粗软管、水箱和数据采集及处理系统；所述水池拖车下方设有用于流量标定的水箱；喷水推进装置通过粗软管与水箱连接；喷水推进装置中设有的压力传感器与数据采集及处理系统连接。

优选地，所述流量测试装置包括水池拖车、平面运动机构、喷水推进装置、压力传感器、裸船体模型和数据采集及处理系统。

优选地，所述船体操纵性水动力测试装置包括水池拖车、平面运动机构、T型导管、细软管、喷水推进装置、裸船体模型、压力传感器、船体水动力传感器和数据采集及处理系统；所述船体水动力传感器与数据采集及处理系统连接。

本发明提供一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统的测试方法，包括以下步骤：

步骤1：流量标定试验，安装流量标定装置，在拖曳水池中，针对设计工况，对出口流量进行测试、验证；用水箱收集喷射水流并进行称重，得到精确的流量数据，以此作为验证流量的基准数据；在系泊状态下同时测试拖力和喷口处的压差，算得流量；

步骤2：流量测试试验，安装流量测试装置，开展设计航速下漂角0-30度以及喷射角；

步骤3：阻力测试试验，安装船体操纵性水动力测试装置，开展喷射角为0度漂角0-30度时斜航运动试验；

步骤4：船体操纵性水动力测试试验，安装船体操纵性水动力测试装置，开展斜航、纯横荡、纯摇首以及带漂角摇首运动试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中：m为船的质量；I_x、I_z分别为过船体重心，绕船体纵轴、垂向轴的转动惯量；x_G、y_G、z_G为重心在船体坐标系中的坐标；下标H和P分别代表船体和喷水推进装置；u、v、w分别代表船体的纵向、横向和垂向速度；X、Y、N和K分别代表船体的纵向力、横向力、摇首力矩和横倾力矩；φ为横倾角；

和

为附加质量和附加惯性矩；X(u)为船模直航时的阻力；X_vv等代表船体水动力导数，可以得到船体水动力导数及船体附加质量和附加惯性矩X′_vv、Y′₀、Y′_v、Y′_v|v_|、N′₀、N′_v、N′_v|v|、K′₀、K′_v、K′_v|v|、Y′_φ、N′_φ、K′_φ、Y′_v|φ|、Y′_v|φ、N′_v|φ|、N′_v|φ、

Y_r′、Y′_r|r|、

N′_r、N′_r|r|、

K′_r、K′_r|r|、X′_rr、Y′_r|φ|、Y′_|r|φ、N′_r|φ|、N′_|r|φ、Y′_v|r|、Y′_|v|r、N′_v|r|、N′_|v|r、X′_vr、

和2μ。

步骤5：直航自航操舵试验，安装流量测试装置，开展0-30度喷射角时操舵引起的船体干涉力测试试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中，t_R、a_H、x_H分别为推力减额、操舵诱导船体横向力干扰系数以及纵向作用位置；Q为喷水推进器流量，V_j为喷口流速，V_i为进口流速，δ为喷射角，β为漂角；L_p为推进器与重心G的纵向距离，W_p为推进器与重心G的横向距离。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明通过设计T型导管，满足多个喷水推进装置操纵性水动力测试的需要，使得喷水推进船喷口的射流向船体两侧水平地喷射，从而使喷水推进系统对于船体的作用力为零；克服了传统试验装置的不足，既考虑了喷水推进系统进流口及进口流量作用于船体的水动力的影响，又避免了喷水推进系统推力对船体水动力测试和分析的影响。本发明的技术方案构思精巧、结构简洁、工艺性能优良、可操作性强，奠定了高精度测量喷水推进船操纵水动力的基础，提高了船舶水动力试验技术水平。相对于现有技术，本发明的技术方案针对船泵相互作用的操纵性水动力测量，解决了消除喷水推进系统产生的推力以及出口动量通量差产生的横向力的问题。

附图说明

图1是本发明喷水推进船模的船体操纵性水动力测试装置的侧视图。

图2是本发明喷水推进船模的船体操纵性水动力测试装置的俯视图。

图3是本发明喷水推进装置的侧视图。

图4是本发明喷水推进船模的船体操纵性水动力测试中流量标定装置的侧视图。

附图标记：1.裸船体模型；2.平面运动机构；3.水池拖车；4.喷水推进装置；5.T型导管；6.伺服电机；7.船体水动力传感器；8.细软管；9.压力传感器；10.喷水推进装置控制系统；11.动力仪；12.数据采集及处理系统；13.可编程逻辑控制器；14.进水口；15.动力轴；16.叶轮；17.喷管；18.导流帽；19.转向管；20.导航架；21.粗软管；22.水箱；23.汇流管；24.导管固定架；25.喷嘴。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-4所示，本发明提供一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，测试系统包括流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；水动力模型包括多个喷水推进装置4、水池拖车3、平面运动机构2和裸船体模型1；水池拖车3通过平面运动机构2和裸船体模型1连接，裸船体模型1上设有多个喷水推进装置4；水动力模型中设有流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；多个喷水推进装置4上设有T型导管5。裸船体模型1上设有多个喷水推进装置4、喷水推进装置控制系统10、伺服电机6和可编程逻辑控制器13；裸船体模型1的尾部设有多个喷水推进装置4，喷水推进装置4与喷水推进装置控制系统10连接；可编程逻辑控制器13通过伺服电机6与喷水推进装置4连接。喷水推进装置4包括进水口14、喷管17、叶轮16、伺服电机6、动力轴15、动力仪11和压力传感器9；进水口14和喷管17之间设有叶轮16；伺服电机6通过动力轴15与叶轮16连接；动力轴15上设有动力仪11；喷管17内设有压力传感器9；叶轮16远离动力轴15的一端设有导流帽18。喷水推进装置4还包括细软管8、汇流管23和T型导管5；多个喷管17分别通过细软管8与一个汇流管23的一端连接，汇流管23的另一端设有T型导管5。裸船体模型1内设有数据采集及处理系统12；动力仪11与数据采集及处理系统12连接。平面运动机构2和裸船体模型1之间设有船体水动力传感器7；船体水动力传感器7设为两个；沿船模中纵剖面，两个传感器对称设于船体重心高度位置的两侧。流量标定装置包括水池拖车3、喷水推进装置4、压力传感器9、粗软管21、水箱22和数据采集及处理系统12；水池拖车3下方设有用于流量标定的水箱22；喷水推进装置4通过粗软管21与水箱22连接；喷水推进装置4中设有的压力传感器9与数据采集及处理系统12连接。流量测试装置包括水池拖车3、平面运动机构2、喷水推进装置4、压力传感器9、裸船体模型1和数据采集及处理系统12。船体操纵性水动力测试装置包括水池拖车3、平面运动机构2、T型导管5、细软管8、喷水推进装置4、裸船体模型1、压力传感器9、船体水动力传感器7和数据采集及处理系统12；船体水动力传感器7与数据采集及处理系统12连接。

本发明提供一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统的测试方法，包括以下步骤：

步骤1：流量标定试验，安装流量标定装置，在拖曳水池中，针对设计工况，对出口流量进行测试、验证；用水箱22收集喷射水流并进行称重，得到精确的流量数据，以此作为验证流量的基准数据；在系泊状态下同时测试拖力和喷口处的压差，算得流量；

步骤2：流量测试试验，安装流量测试装置，开展设计航速下漂角0-30度以及喷射角；

步骤3：阻力测试试验，安装所述操纵性水动力测试试验装置，开展喷射角为0度漂角0-30度时斜航运动试验；

步骤4：船体操纵性水动力测试试验，安装船体操纵性水动力测试装置，开展斜航、纯横荡、纯摇首以及带漂角摇首运动试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中：m为船的质量；I_x、I_z分别为过船体重心，绕船体纵轴、垂向轴的转动惯量；x_G、y_G、z_G为重心在船体坐标系中的坐标；下标H和P分别代表船体和喷水推进装置；u、v、w分别代表船体的纵向、横向和垂向速度；X、Y、N和K分别代表船体的纵向力、横向力、摇首力矩和横倾力矩；φ为横倾角；

和

为附加质量和附加惯性矩；X(u)为船模直航时的阻力；X_vv等代表船体水动力导数，可以得到船体水动力导数及船体附加质量和附加惯性矩X′_vv、Y′₀、Y′_v、Y′_v|v|、N′₀、N′_v、N′_v|v|、K′₀、K′_v、K′_v|v|、Y′_φ、N′_φ、K′_φ、Y′_v|φ|、Y′_v|φ|、N′_v|φ|、N′_|v|φ、

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和2μ。

步骤5：直航自航操舵试验，安装流量测试装置，开展0-30度喷射角时操舵引起的船体干涉力测试试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中，t_R、a_H、x_H分别为推力减额、操舵诱导船体横向力干扰系数以及纵向作用位置；Q为喷水推进器流量，V_j为喷口流速，V_i为进口流速，δ为喷射角，β为漂角；L_p为推进器与重心G的纵向距离，W_p为推进器与重心G的横向距离。

本发明提供一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统及方法，适用于喷水推进船操纵性水动力测试中；该系统包括流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置，需要用到水池拖车3、喷水推进系统、压力传感器9、水箱22、裸船体模型1、平面运动机构2、船体水动力传感器7、T型导管5、导管固定架24、细软管8、粗软管21、数据采集及处理系统12。喷水推进系统包括喷水推进装置4、喷水推进装置控制系统10、伺服电机6和可编程逻辑控制器13；喷水推进装置4装有用于控制推力大小和方向的喷水推进装置控制系统10；喷水推进装置4与伺服电机6连接；伺服电机6与可编程逻辑控制器13连接。喷水推进装置4包括进水口14、工作叶轮16、动力轴15、导流帽18、喷管17、转向管19和喷嘴25；喷水推进装置4装有用于吸入水流的进水口14和喷出水流的喷管17；喷管17中两个不同横截面的位置上各装一个压力传感器9；进水口14和喷管17之间装有由旋转产生推力的工作叶轮16，工作叶轮16和伺服电机6之间装有动力轴15；动力轴15上装有动力仪11；工作叶轮16远离动力轴15的一端装有导流帽18；喷管17的出水端通过转向管19和喷嘴25连接。裸船体模型1上装有两个船体水动力传感器7，可测量船体纵向力、横向力、摇首力矩和横倾力矩；沿船模中纵剖面，两个传感器7对称安装于重心高度位置的两侧。水池拖车3的尾背部与平面运动机构2固连，平面运动机构2下方安装裸船体模型1，裸船体模型1内部的后方装有喷水推进系统；流量标定装置包括水池拖车3、喷水推进系统、压力传感器9、水箱22和数据采集及处理系统12；水箱22、喷水推进系统安装于水池拖车3的中央侧桥上；水池拖车零速；喷水推进系统中喷水推进装置4上的喷管17通过粗软管21连接水箱22。流量测试装置包括水池拖车3、平面运动机构2、喷水推进系统、压力传感器9、裸船体模型1和数据采集及处理系统12。水池拖车3按模型试验设计航速运行。船体操纵性水动力测试装置包括水池拖车3、平面运动机构2、T型导管5、导管固定架24、细软管8、喷水推进系统、裸船体模型1、压力传感器9、船体水动力传感器7和数据采集及处理系统12。水池拖车3按模型试验设计航速运行；喷水推进装置4的喷管17上安装了细软管8；细软管8上安装了汇流管23，汇流管23与T型导管5连接；T型导管5和汇流管23通过导管固定架24固定。T型导管5随平面运动机构2一起运动。平面运动机构2具有调节船模漂角、纯横荡、纯首摇以及带漂角首摇运动等功能，同时还具有将喷水推进船模的横倾角锁定功能。压力传感器9和船体水动力传感器7与数据采集及处理系统12连接。水池拖车3的拖速可达9m/s。

实施例

如图1-图4中所示的本发明的实施例是一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，该系统包括流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置。通过喷水推进装置4的喷口后安装T型导管5，解决了消除四台喷水推进产生的推力以及进出口动量通量差产生的横向力等问题。

平面运动机构2安装于水池拖车3的尾背部；平面运动机构2下方安装裸船体模型1，裸船体模型1内部后方装有喷水推进装置4。喷水推进装置4装上喷水推进装置控制系统10；喷水推进装置4与伺服电机6连接；伺服电机6与可编程逻辑控制器连接13。

喷水推进装置4装有用于吸入水流的进水口14和喷出水流的喷管17；进水口14和喷管17之间装工作叶轮16，工作叶轮16和伺服电机6之间装有动力轴15；动力轴15上装有测量工作叶轮转速的动力仪11；工作叶轮16远离动力轴15的一端装导流帽18；喷管17的出水端通过转向管19和喷嘴25连接；喷管17中两个不同横截面的位置上各装一个压力传感器9。

水箱22、喷水推进装置4安装于水池拖车3的中央侧桥上；导航架20用于固定喷水推进装置4；喷水推进装置4上的喷管17与接收喷口喷出流量的水箱22通过粗软管21连接。

喷水推进装置4的喷管上安装了细软管8；细软管8上连接汇流管23，汇流管23上安装了T型导管5，T型导管5由导管固定架24固定。

裸船体模型1上装有两个船体水动力传感器7，船体水动力传感器7、压力传感器9和动力仪11连接数据采集及处理系统12。

在实际应用中，本发明的实施例可通过以下步骤：

步骤1：流量标定试验，在水池拖车3的中央侧桥上安装喷水推进装置4、压力传感器9及水箱22等流量标定装置。针对设计工况附近，对出口流量进行测试、验证。用水箱22收集喷射水流并进行称重，可以得到精确的流量数据，以此作为验证流量的基准数据；在系泊状态下同时测试拖力和喷口处的压差，算得流量。

步骤2：流量测试试验，在水池拖车3的尾背部，安装平面运动机构2、喷水推进装置4、压力传感器9、裸船体模型1和数据采集及处理系统12等流量测试装置，开展设计航速下漂角0-30度以及喷射角0-30度斜航运动工况下的流量测试。

步骤3：阻力测试试验，在水池拖车3的尾背部，安装平面运动机构2、导管固定架24等操纵性水动力测试试验装置，开展喷射角为0度漂角0-30度时斜航运动试验。

步骤4：操纵性水动力测试试验，安装操纵性水动力测试试验装置，开展斜航、纯横荡、纯摇首以及带漂角摇首运动试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中：m为船的质量；I_x、I_z分别为过船体重心，绕船体纵轴、垂向轴的转动惯量；x_G、y_G、z_G为重心在船体坐标系中的坐标；下标H和P分别代表船体和喷水推进装置；u、v、w分别代表船体的纵向、横向和垂向速度；X、Y、N和K分别代表船体的纵向力、横向力、摇首力矩和横倾力矩；φ为横倾角；

和

为附加质量和附加惯性矩；X(u)为船模直航时的阻力；X_vv等代表船体水动力导数，可以得到船体水动力导数及船体附加质量和附加惯性矩X′_vv、Y′₀、Y′_v、Y′_v|v|、N′₀、N′_v、N′_v|v|、K′₀、K′_v、K′_v|v|、Y′_φ、N′_φ、K′_φ、Y′_v|φ|、Y′_v|φ|、N′_v|φ|、N′_|v|φ、

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和2μ。

步骤5：直航自航操舵试验，安装流量测试装置，开展0-30度喷射角时操舵引起的船体干涉力测试试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中，t_R、a_H、x_H分别为推力减额、操舵诱导船体横向力干扰系数以及纵向作用位置；Q为喷水推进器流量，V_j为喷口流速，V_i为进口流速，δ为喷射角，β为漂角；L_p为推进器与重心G的纵向距离，W_p为推进器与重心G的横向距离。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：测试系统包括流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；水动力模型包括多个喷水推进装置、水池拖车、平面运动机构和裸船体模型；水池拖车通过平面运动机构和裸船体模型连接，裸船体模型上设有多个喷水推进装置；水动力模型中设有流量标定装置、流量测试装置和船体操纵性水动力测试装置；所述多个喷水推进装置上设有T型导管。

2.如权利要求1所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述裸船体模型上设有多个喷水推进装置、喷水推进装置控制系统、伺服电机和可编程逻辑控制器；裸船体模型的尾部设有多个喷水推进装置，喷水推进装置与喷水推进装置控制系统连接；可编程逻辑控制器通过伺服电机与喷水推进装置连接。

3.如权利要求2所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述喷水推进装置包括进水口、喷管、叶轮、伺服电机、动力轴、动力仪和压力传感器；所述进水口和喷管之间设有叶轮；伺服电机通过动力轴与叶轮连接；动力轴上设有动力仪；喷管内设有压力传感器；叶轮远离动力轴的一端设有导流帽。

4.如权利要求3所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述喷水推进装置还包括细软管、汇流管和T型导管；多个所述喷管分别通过细软管与一个汇流管的一端连接，汇流管的另一端设有T型导管。

5.如权利要求4所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述裸船体模型内设有数据采集及处理系统；所述动力仪与数据采集及处理系统连接。

6.如权利要求5所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述平面运动机构和裸船体模型之间设有船体水动力传感器；所述船体水动力传感器设为两个；沿船模中纵剖面，两个传感器对称设于船体重心高度位置的两侧。

7.如权利要求6所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述流量标定装置包括水池拖车、喷水推进装置、压力传感器、粗软管、水箱和数据采集及处理系统；所述水池拖车下方设有用于流量标定的水箱；喷水推进装置通过粗软管与水箱连接；喷水推进装置中设有的压力传感器与数据采集及处理系统连接。

8.如权利要求7所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述流量测试装置包括水池拖车、平面运动机构、喷水推进装置、压力传感器、裸船体模型和数据采集及处理系统。

9.如权利要求8所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统，其特征在于：所述船体操纵性水动力测试装置包括水池拖车、平面运动机构、T型导管、细软管、喷水推进装置、裸船体模型、压力传感器、船体水动力传感器和数据采集及处理系统；所述船体水动力传感器与数据采集及处理系统连接。

10.如权利要求1至9中任一项所述的一种船泵相互作用的操纵性水动力模型测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：流量标定试验，安装流量标定装置，在拖曳水池中，针对设计工况，对出口流量进行测试、验证；用水箱收集喷射水流并进行称重，得到精确的流量数据，以此作为验证流量的基准数据；在系泊状态下同时测试拖力和喷口处的压差，算得流量；

步骤2：流量测试试验，安装流量测试装置，开展设计航速下漂角0-30度以及喷射角；

步骤3：阻力测试试验，安装船体操纵性水动力测试装置，开展喷射角为0度漂角0-30度时斜航运动试验；

步骤4：船体操纵性水动力测试试验，安装船体操纵性水动力测试装置，开展斜航、纯横荡、纯摇首以及带漂角摇首运动试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中：m为船的质量；I_x、I_z分别为过船体重心，绕船体纵轴、垂向轴的转动惯量；x_G、y_G、z_G为重心在船体坐标系中的坐标；下标H和P分别代表船体和喷水推进装置；u、v、w分别代表船体的纵向、横向和垂向速度；X、Y、N和K分别代表船体的纵向力、横向力、摇首力矩和横倾力矩；φ为横倾角；

和

为附加质量和附加惯性矩；X(u)为船模直航时的阻力；X_vv等代表船体水动力导数，可以得到船体水动力导数及船体附加质量和附加惯性矩X′_vv、Y′₀、Y′_v、Y′_v|v|、N′₀、N′_v、N′_v|v|、K′₀、K′_v、K′_v|v|、Y′_φ、N′_φ、K′_φ、Y′_v|φ|、Y′_|v|φ、N′_v|φ|、N′_|v|φ、

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和2μ；

步骤5：直航自航操舵试验，安装流量测试装置，开展0-30度喷射角时操舵引起的船体干涉力测试试验，基于以下数学模型进行数据分析：

其中，t_R、a_H、x_H分别为推力减额、操舵诱导船体横向力干扰系数以及纵向作用位置；Q为喷水推进器流量，V_j为喷口流速，V_i为进口流速，δ为喷射角，β为漂角；L_p为推进器与重心G的纵向距离，W_p为推进器与重心G的横向距离。

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