CN116363933A - 一种实验水箱系统、船舶静力学实验教学平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验水箱系统、船舶静力学实验教学平台，属于船舶静力学实验教学领域，船舶静力学实验教学平台包括实验水箱系统，以及设置于实验水箱系统中的实验船模型；实验船模型中，由四道透明横舱壁将船舶本体内部纵向分割为首端舱室、中部三个舱室和尾端舱室；两道透明纵舱壁将首端舱室或尾端舱室内横向分隔为三个区域，其中中间区域为船端区域液舱；中部三个舱室中中间的舱室为船中区域液舱，船中区域液舱通过可上下移动的中隔板可分为两个半舱或还原为整舱；可拆卸式搁浅平台用于实现实验船模型的搁浅。本发明能够实现船舶静稳性、第一类破舱稳性、第二类破舱稳性、第三类破舱稳性、搁浅、系泊等理论的实验教学。

Description

一种实验水箱系统、船舶静力学实验教学平台

技术领域

本发明属于船舶静力学实验教学领域，更具体地，涉及一种实验水箱系统、船舶静力学实验教学平台。

背景技术

目前，在高校船舶静力学学实验教学过程中，多以模拟船舶静稳性为主，而对于各类破舱、搁浅、四锚定位、单点系泊等并未开展相关实验教学内容。随着国家推进产学研用，而在船舶实际航行过程中，不可避免的会出现触礁或者碰撞，导致船舶搁浅或船体发生破损；针对四锚定位、单点系泊的实验教学，目前海上的能源开采、利用，往往以半潜式钻井平台、半潜式风力发电塔等海洋工程装备为主，而这类海洋工程装备均以四锚定位、单点系泊的方式进行固定，对流固耦合作用下的船舶装备受力、运动状态、疲劳状态的研究目前仍是各大高校、研究所重点研究的方向，因而，相对实际应用对于破舱、搁浅、四锚定位、单点系泊的实验教学尤为必要。

因此，有必要研究一种实验水箱系统、船舶静力学实验教学平台。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种实验水箱系统、船舶静力学实验教学平台，其目的在于，设计实验水箱系统结构，继而实现破舱等的实验教学，由此解决现有船舶静力学学实验教学手段不足，无法模拟船舶各类破舱等状态下的实验教学平台的技术问题。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了以下技术方案：

一种实验水箱系统，包括：水箱、微孔隔板、溢流隔板、循环水箱和水流模拟装置，其中，

所述微孔隔板和所述溢流隔板间隔固定于所述水箱内，将所述水箱内所述微孔隔板右侧隔开为进水水箱、所述微孔隔板与所述溢流隔板之间隔开为实验水箱，所述溢流隔板左侧隔开为去水水箱，所述微孔隔板下部设有多个微孔；所述溢流隔板的高度小于所述水箱的高度；

所述进水水箱依次经由进水箱水管、上水水管与循环水箱连通；所述去水水箱通过去水水管与所述循环水箱连通；所述水流模拟装置通过水流模拟进水管与所述上水水管连通；所述水流模拟装置为管状且在一侧设有细长条状的水流模拟装置出水口，所述水流模拟装置固定于所述实验水箱内侧所述微孔隔板上、其高度同高或略高于所述溢流隔板顶部，所述水流模拟装置出水口面向所述实验水箱水面。

优选地，所述进水箱水管上设有进水箱水管电磁阀；所述水流模拟进水管上设有水流模拟进水管电磁阀；所述上水水管上设有水泵。

优选地，所述实验水箱箱底设有多个实验水箱池底系固环。

作为本发明的另一个方面，还提供了以下技术方案：

一种船舶静力实验教学平台，包括上述的实验水箱系统，以及实验船模型，其中，

所述实验船模型漂浮于所述实验水箱水面上，系固于所述实验水箱底部。

优选地，所述实验船模型包括：船舶本体、透明横舱壁、透明纵舱壁、第一、二、三液舱进水调节装置和中隔板，其中，四道所述透明横舱壁自船首至船尾依次间隔设置于所述船舶本体内，将船舶本体内部纵向分割为首端舱室、中部三个舱室和尾端舱室；两道所述透明纵舱壁左右对称设置于所述首端舱室或所述尾端舱室内，将所述首端舱室或所述尾端舱室内横向分隔为左、中、右三个区域，其中中间区域为沿船中线对称的船端区域液舱，所述船端区域液舱侧壁设有第一液舱进水调节装置、顶部设有可上下移动以调节所述船端区域液舱内容积的第一可移动式透明顶板；

所述中部三个舱室中中间的舱室为船中区域液舱，所述船中区域液舱的两侧壁的中间船舶本体的底部和顶部沿船长方向各设一固定槽，所述中隔板设置于该两个固定槽内；当所述中隔板下移至底部时将所述船中区域液舱分割为左部液舱和右部液舱，此时所述左部液舱顶部设有可上下移动以调节所述左部液舱容积的第二可移动式透明顶板，所述右部液舱顶部设有可上下移动以调节所述右部液舱容积的第三可移动式透明顶板；当所述中隔板上移后，所述船中区域液舱为一个整舱，此时所述船中区域液舱顶部设有可上下移动以调节所述船中区域液舱容积的第四可移动式透明顶板；所述船中区域液舱在对应所述上部液舱的侧壁上设有第二液舱进水调节装置，在对应所述下部液舱的侧壁上设有第三液舱进水调节装置。

优选地，所述实验船模型还包括可拆卸式搁浅平台，所述可拆卸式搁浅平台夹持固定于所述实验水箱的侧壁上，用于实现实验船模型的搁浅。

优选地，所述可拆卸式搁浅平台包括：防滑橡胶凸台、减震橡胶、锁紧橡胶、锁紧弹簧和锁紧装置，其中，

所述防滑橡胶凸台构成所述可拆卸式搁浅平台上部斜面，用以所述实验船模型碰撞搁浅，所述可拆卸式搁浅平台右下部自底面向上挖有槽，槽内顶部设置所述减震橡胶，槽内侧壁设置多个所述锁紧橡胶，其中槽内右侧壁的多个锁紧橡胶均固定于第一板左侧面，所述第一板右侧面固连多个锁紧弹簧的一端，所述多个锁紧弹簧的另一端固连于所述槽内右侧壁，所述锁紧装置从所述可拆卸式搁浅平台右端面旋入顶住所述第一板右侧面。

优选地，所述实验船模型还包括：船长方向重力调节滑块、船宽方向重力调节滑块、垂向重力调节滑块和倾角传感器，其中，

在所述实验船模型内部水线高度上，在其首尾两舷各设一个所述船长方向重力调节滑块、在其船中设置所述船宽方向重力调节滑块和所述垂向重力调节滑块；所述倾角传感器用于测量所述实验船模型的横倾角。

优选地，所述第一液舱进水调节装置通过穿过所述船舶本体底部的第一水管与舷外相通连接水源，用以控制向所述船端区域液舱内注水，以模拟船端舱室进水的破舱状态；

所述第二液舱进水调节装置通过穿过所述船舶本体底部的第二水管与舷外相通连接水源，用以控制向所述左部液舱内注水，所述第三液舱进水调节装置通过穿过所述船舶本体底部的第三水管与舷外相通连接水源，用以控制向所述左部液舱内注水；当所述中隔板下移至底部时，向所述左部液舱或所述右部液舱内注水，以模拟船中区域舷侧舱室进水的破舱状态；当所述中隔板上移后，通过所述第二液舱进水调节装置或所述第三液舱进水调节装置向所述船中区域液舱内注水，以模拟船中区域整舱进水的破舱状态。

优选地，所述实验船模型设有船端系固环，用于通过系泊索与所述实验水箱池底系固环连接对所述实验船模型进行系固。

优选地，所述船端区域液舱、所述左部液舱和所右部液舱均设置有水位传感器。

优选地，所述船舶本体外壳首、尾、船中两舷分别设置有水尺，用于读取船舶吃水。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明提供的实验水箱系统，通过微孔隔板和溢流隔板将水箱内分割为进水水箱、实验水箱和去水水箱，循环水箱的水泵入进水水箱，进水水箱的水通过微孔隔板上的微孔流入实验水箱，从而能够在实验水箱内模拟静水水域，消除因泵入水柱喷涌造成的影响；待实验水箱内注满水，水经由溢流隔板流入去水水箱，再流入循环水箱，进而形成一个循环水系统，便于实验的开展；在模拟静水实验的同时，同时可开展洋流实验，通过与实验水箱等宽、等高或略高于溢流隔板顶部的水流模拟装置出水口向实验水箱内水面均匀流水，从而在实验水箱内模拟流场均匀的洋流。

2、本发明提供的船舶静力学实验教学平台，将实验船模型置于能够模拟静水和洋流水域的实验水箱系统中，并创新设计了实验船模型的结构，使之能够实现针对静力学教学实验中船舶静稳性、第一类破舱稳性、第二类破舱稳性、第三类破舱稳性、搁浅、四锚定位及单点系泊船舶运动姿态等理论的实验教学；

通过四道透明横舱壁将实验船模型船舶本体内分割为首端舱室、中部三个舱室和尾端舱室，其中将首端舱室通过两道透明纵舱壁分割为三个舱室，并取中间舱室为船端区域液舱，取船舶本体中部三个舱室中的中间舱室为船中区域液舱，并在船中区域液舱中部设置中隔板，当中隔板下移至底部时将船中区域液舱分割为左右部(对于实际的实验模型船，以船长方向为前后向(即纵向)，以船宽方向为左右(即横向)，以船舶型深方向为上下向(即垂向))两个液舱，当中隔板上移时将船中区域液舱还原为一个整舱；通过控制船端区域液舱、船中区域液舱整舱、船中区域液舱半舱(左部液舱或右部液舱)注水，从而模拟船舶静稳性、各种破舱状态下第一类破舱稳性、第二类破舱稳性、第三类破舱稳性的实验教学；通过可拆卸式搁浅平台实现搁浅理论的实验教学；通过对船舶模型四点系固或单点系固实现四锚定位及单点系泊船舶运动姿态的实验教学。

在船端区域液舱侧壁设第一液舱进水调节装置，顶部设可上下移动以调节船端区域液舱容积的第一可移动式透明顶板，通过第一液舱进水调节装置控制向船端区域液舱注水量和注水速度，通过第一可移动式透明顶板控制船端区域液舱容积，从而模拟破舱状态下船舶的稳性；通过中隔板下移能够将船中区域液舱分割为左右部两个液舱，通过第二液舱进水调节装置控制向上部液舱注水量和注水速度，通过第二可移动式透明顶板控制左部液舱容积，从而模拟船中区域半舱(左部液舱)进水的破舱状态；通过第三液舱进水调节装置控制向右部液舱注水量和注水速度，通过第三可移动式透明顶板控制下部液舱容积，从而模拟船中区域半舱(右部液舱)进水的破舱状态；通过中隔板上移能够将船中区域液舱还原为一个整舱，此时整舱上面使用一片整块的第四可移动式透明顶板控制船中区域液舱容积，通过第二液舱进水调节装置或第三液舱进水调节装置均可控制船中区域液舱注水量和注水速度，从而模拟船中区域整舱进水的破舱状态；每种破舱状态均能进行第一类破舱稳性、第二类破舱稳性、第三类破舱稳性的实验教学。

3、本发明提供的船舶静力学实验教学平台，设计了可拆卸式搁浅平台的结构，开展搁浅实验时直接将可拆卸式搁浅平台夹持在实验水箱侧壁上，为了使实验船模型搁浅后不滑移，在平台搁浅位置设置有防滑橡胶凸台，在平台夹持部分设有减震橡胶，锁紧橡胶避免夹持过程中损坏水箱侧壁，夹持端通过锁紧弹簧实现夹持过程，夹持固定后通过旋转锁紧装置达到将平台固定的目的。

4、本发明提供的船舶静力学实验教学平台，在实验船模型内部水线高度上，其首尾两舷各设一个船长方向重力调节滑块，船中设置一个船宽方向重力调节滑块和一个垂向重力调节滑块，滑动其中某一个或几个重力调节滑块后，通过倾角传感器可得知该状态下的船舶横倾角，通过初稳性计算公式得到实验船模型该状态下的初稳性高。

5、本发明提供的船舶静力学实验教学平台，实验水箱箱底设有多个实验水箱池底系固环，实验船模型设有船端系固环，通过系泊索、实验水箱池底系固环船端系固环实现对任意姿态下的实验船模型系固，从而实现静力学教学实验中四锚定位、单点系泊等理论的实验教学。

附图说明

图1是本发明较佳实施例中船舶静力学实验教学平台结构示意图；

图2是本发明较佳实施例中水流模拟装置结构示意图；

图3是本发明较佳实施例中实验船模型结构示意图；

图4是本发明较佳实施例中实验船模型船中区域液舱剖面结构示意图；

图5是本发明较佳实施例中实验船模型船中船端区域液舱剖面结构示意图；

图6是本发明较佳实施例中可拆卸式搁浅平台结构示意图。

在所有的附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1、水箱；2、进水水箱；3、实验水箱；4、去水水箱；5、微孔隔板；6、微孔；7、溢流隔板；8、去水水管；9、循环水箱；10、上水水管；11、水流模拟进水管；12、进水箱水管；13、水泵；14、水流模拟进水管电磁阀；15、进水箱水管电磁阀；16、水流模拟装置；17、水流模拟装置出水口；18、系泊索；19、拉力传感器；20、实验水箱池底系固环；21、实验船模型；22、透明横舱壁；23、透明纵舱壁；24、船长方向重力调节滑块；25、船宽方向重力调节滑块；26、垂向重力调节滑块；27、船中区域液舱；28、船端区域液舱；29、液舱进水调节装置；30、隔板上下固定槽；31、船端系固环；32、船中区域液舱中隔板；33、可移动式透明顶板；34、可拆卸式搁浅平台；35、防滑橡胶凸台；36、减震橡胶；37、锁紧橡胶；38、锁紧弹簧；39、锁紧装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；另外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本发明的说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

本发明中，第一类破舱、第二类破舱、第三类破舱、四锚定位、单点系泊均为本领域的标准术语，其含义为本领域公知。其中，第一类破舱是指舱室破损进水且舱室水充满整个舱室的破舱状态，第二类破舱是指舱室破损进水且舱室水未充满整个舱室且舱室与舷外不联通的破舱状态，第三类破舱是指舱室破损进水未充满整个舱室且舱室与舷外联通的破舱状态，四锚定位是指船舶/实验船模型四个角均与底部锚定，单点系泊是指船舶/实验船模型单个锚定。

本发明以船舶静力学实验教学为目标，结合当前国内外海洋装备的使用和发展需求，结合国家对各高校产学研用的教学要求，提出针对船舶静稳性、第一类破舱稳性、第二类破舱稳性、第三类破舱稳性、搁浅、四锚定位、单点系泊等理论的实验教学平台。

如图1所示，本发明实施例提供的船舶静力学实验教学平台，包括实验水箱系统、实验船模型21和可拆卸式搁浅平台34。

实验水箱系统包括水箱1，进水水箱2，实验水箱3，去水水箱4，微孔隔板5，微孔6，溢流隔板7，去水水管8，循环水箱9，上水水管10，水流模拟进水管11，进水箱水管12，水泵13，水流模拟进水管电磁阀14，进水箱水管电磁阀15，水流模拟装置16，水流模拟装置出水口17，系泊索18，拉力传感器19，实验水箱池底系固环20。

其中，微孔隔板5和溢流隔板7间隔固定于水箱1内，将水箱1内微孔隔板5右侧隔开为进水水箱2、微孔隔板5与溢流隔板7之间隔开为实验水箱3，溢流隔板7左侧隔开为去水水箱4，微孔隔板5下部设有多个微孔6(微孔直径1-5mm，优选2mm)，用以使进水水箱2内水通过多个微孔6流入实验水箱3内以在实验水箱3内模拟静水水域，溢流隔板7的高度小于水箱1的高度，当实验水箱3内水面高于溢流隔板7高度，水从溢流隔板7上部溢流至去水水箱4。

进水水箱2依次经由进水箱水管12、上水水管10与循环水箱9连通，进水箱水管12上设有进水箱水管电磁阀15；去水水箱4通过去水水管8与循环水箱9连通；如图2所示，水流模拟装置16通过水流模拟进水管11与上水水管10连通，水流模拟进水管11上设有水流模拟进水管电磁阀14；水泵13设置于上水水管10上。水流模拟装置16为管状且在一侧设有细长条状的水流模拟装置出水口17，水流模拟装置16固定于实验水箱3内侧微孔隔板5上、其高度同高或略高于溢流隔板7顶部，水流模拟装置出水口17面向实验水箱3水面，其长度与实验水箱3等宽以使水流模拟装置出水口17流出的水均匀流至实验水箱3水面以模拟流场均匀的洋流。

实验水箱3箱底设有多个实验水箱池底系固环20，用于通过系泊索18对任意姿态下的实验船模型21进行系固；系泊索18上的应力水平可通过布置于系泊索18上的拉力传感器19进行测量。

使用时，循环水箱9中的水通过水泵13经由上水水管10通过进水箱水管12向进水水箱2内注水，期间进水箱水管电磁阀15处于打开状态，水流模拟进水管电磁阀14处于关闭状态，进水水箱2内的水通过微孔隔板5上的微孔6流入实验水箱3，通过微孔隔板5可在实验水箱3内模拟静水水域，消除因水泵13泵入水柱喷涌的影响，待实验水箱3内注满水，水经由溢流隔板7流入去水水箱4，去水水箱4与去水水管8连接，流入循环水箱9，进而形成一个循环水系统，便于实验的开展。

本发明在模拟静水实验的同时，同时可开展洋流实验，在模拟洋流实验时，进水箱水管电磁阀15处于关闭状态，水流模拟进水管电磁阀14处于打开状态，上水水管10经由水流模拟进水水管11流入水流模拟装置16，水流模拟装置16置于实验水箱3内固定于微孔隔板5上，宽度与实验水箱3宽度相同，设有细长状水流模拟装置出水口17，水流模拟装置出水口17高度同高或略高(高出0-5cm)于溢流隔板7顶部，水流模拟装置出水口17长度与实验水箱3宽度相同，在将水注入实验水箱3内的同时可模拟洋流，水流速度可通过水泵13进行调节。海上水面叫做“流”，水下叫做“涡”，通过同高或略高于溢流隔板7顶部的水流模拟装置出水口17，使得从水流模拟装置出水口17流出的水直接流至实验水箱3的水面上，从而模拟洋流；水流模拟装置出水口17长度与实验水箱3宽度相同，使得实验水箱3内模拟的洋流形成均匀的流场，从而能够在教学中给学生演示单一洋流中船舶的运动姿态。

实验船模型21漂浮于实验水箱3水面上，通过多个系泊索18系固于实验水箱3底部。如图3所示，实验船模型21包括透明横舱壁22，透明纵舱壁23，船长方向重力调节滑块24，船宽方向重力调节滑块25，垂向重力调节滑块26，船中区域液舱27，船端区域液舱28，液舱进水调节装置29，船中区域液舱中隔板上下固定槽30，船端系固环31，船中区域液舱中隔板32，可移动式透明顶板33。液舱进水调节装置29包括第一液舱进水调节装置、第二液舱进水调节装置和第三液舱进水调节装置。可移动式透明顶板33包括第一可移动式透明顶板、第二可移动式透明顶板、第三可移动式透明顶板、第四可移动式透明顶板。

其中，四道透明横舱壁22自船首至船尾依次间隔设置于实验船模型21的船舶本体内，将船舶本体内部纵向分割为首端舱室、中部三个舱室和尾端舱室；如图5所示，两道透明纵舱壁23上下对称设置于首端舱室内，将首端舱室内横向对称分隔为左、中、右三个区域，其中中间区域为船端区域液舱28，船端区域液舱28侧壁设有第一液舱进水调节装置、顶部设有可上下移动以调节船端区域液舱28内容积的第一可移动式透明顶板；中部三个舱室中中间的舱室为船中区域液舱27，如图4所示，船中区域液舱27的两侧壁的中部之间沿船长方向在船舶本体底部及顶部各设一固定槽，中隔板32可上下移动地设置于该两个固定槽内；当中隔板32下移至底部时将船中区域液舱27分割为左部液舱和右部液舱，此时左部液舱顶部设有可上下移动以调节左部液舱容积的第二可移动式透明顶板，右部液舱顶部设有可上下移动以调节右部液舱容积的第三可移动式透明顶板；当中隔板32上移后，船中区域液舱27为一个整舱，此时船中区域液舱27顶部设有可上下移动以调节船中区域液舱27容积的第四可移动式透明顶板；船中区域液舱27在对应上部液舱的侧壁上设有第二液舱进水调节装置，在对应右部液舱的侧壁上设有第三液舱进水调节装置。

第一液舱进水调节装置通过穿过船舶本体底部的第一水管与舷外相通连接水源，用以控制向船端区域液舱28内进出水，以模拟船端舱室进水的破舱状态；第二液舱进水调节装置通过穿过船舶本体底部的第二水管与舷外相通连接水源，用以控制向左部液舱内进出水，第三液舱进水调节装置通过穿过船舶本体底部的第三水管与舷外相通连接水源，用以控制向右部液舱内进出水；当中隔板32下移至底部时，向左部液舱或右部液舱内注水，以模拟船中区域舷侧舱室进水的破舱状态；当中隔板32上移后，通过第二液舱进水调节装置或第三液舱进水调节装置向船中区域液舱27内注水，以模拟船中区域整舱进水的破舱状态。通过透明舱壁和透明顶板可以清晰观察到液体舱室内情况。各液舱内均设置有水位传感器，可在进水状态下边界读出舱室进水情况，对各舱室进行舱容计算，并建立相应数据库，在得知船舶横倾角、纵倾角、舱室进水水位高度数值后，能第一时间反馈目前舱室进水量。

为能测量实验船模型21在各状态下的静稳性情况，在实验船模型21内部水线高度上，在其首尾两舷各设一个船长方向重力调节滑块24、在其船中设置船宽方向重力调节滑块25和垂向重力调节滑块26。滑动重力调节滑块后，通过安装于实验船舶21的船中区域液舱中隔板上下固定槽30上端固定槽的倾角传感器，可得知该状态下的船舶横倾角θ，通过初稳性计算公式得到船舶该状态下的初稳性高。

式中，Δ为船舶当前状态下排水量，

为初稳性高，θ为船舶倾角，m为重力调节滑块重量，l重力调节滑块滑动距离，m和l中的重力调节滑块是指两个船长方向重力调节滑块24、船宽方向重力调节滑块25、垂向重力调节滑块26中所调节的滑块。

实验船模型21端部两舷均设有船端系固环31，用于通过系泊索18与实验水箱池底系固环20连接对实验船模型21进行系固。

为考虑破舱状态下船舶仍具备较好浮力，实验船模型21采用趸船外型，实验船模型21外壳首、尾、船中两舷分别设置有水尺，便于读取该状态下船舶吃水，船端区域液舱28、上部液舱和部液舱均设置有水位传感器。

实验船模型21中由4道透明横舱壁22将船舶分为首尾各1个舱室，以及中部三个舱室；以船长方向为纵向，船宽方向为横向，纵向在船首尾各设1个舱室，是为了模拟船体纵向破损稳性，中部三个舱室中最中间的舱室用于模拟船中区域进水的破损稳性。考虑船舶的首尾对称性，仅在船舶首端舱室或尾端舱室由两道透明纵舱壁23分隔船端区域液舱28。仅取首端舱室或尾端舱室的中部区域形成沿船中线对称的船端区域液舱28，使得船体左右对称，且相对于首端或尾端整体进水，船端区域液舱28进水使得进水量大大减少，从而避免首部大量进水导致船体发生较大倾斜，保证破舱状态下船舶的稳性。船中区域液舱27为左右两舷贯通液体舱室，船中区域液舱27舱底及顶部区域设有船中区域液舱中隔板上下固定槽30，通过在船中区域液舱中隔板上下固定槽30中加设船中区域液舱中隔板32实现船中区域整舱及半舱进水的破舱状态模拟，每个液体舱设有可移动式透明顶板33，通过可移动式透明顶板33的位置不同可分别模拟第一类破舱、第二类破舱、第三类破舱。

如图6所示，可拆卸式搁浅平台34可拆卸地夹持固定于实验水箱3侧壁上。可拆卸式搁浅平台34包括防滑橡胶凸台35，减震橡胶36，锁紧橡胶37，锁紧弹簧38，锁紧装置39。

其中，防滑橡胶凸台35构成可拆卸式搁浅平台34上部斜面，用以实验船模型21碰撞搁浅，可拆卸式搁浅平台34右下部自底面向上挖有槽，槽内顶部设置减震橡胶36，槽内侧壁设置多个锁紧橡胶37，其中槽内右侧壁的多个锁紧橡胶37均固定于第一板左侧面，第一板右侧面固连多个锁紧弹簧38的一端，多个锁紧弹簧38的另一端固连于槽内右侧壁，锁紧装置39从可拆卸式搁浅平台34右端面旋入顶住第一板右侧面。

可拆卸式搁浅平台34呈三角形，开展搁浅实验时直接将平台夹持在实验水箱3侧壁上，为了使实验船模型21搁浅后不滑移，在平台搁浅位置设置有防滑橡胶凸台35，在平台夹持部分设有减震橡胶36，锁紧橡胶37避免夹持过程中损坏水箱侧壁，夹持端通过锁紧弹簧38实现夹持过程，夹持固定后通过旋转锁紧装置39达到将平台固定的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实验水箱系统，其特征在于，包括：水箱(1)、微孔隔板(5)、溢流隔板(7)、循环水箱(9)和水流模拟装置(16)，其中，

所述微孔隔板(5)和所述溢流隔板(7)间隔固定于所述水箱(1)内，将所述水箱(1)内所述微孔隔板(5)右侧隔开为进水水箱(2)、所述微孔隔板(5)与所述溢流隔板(7)之间隔开为实验水箱(3)，所述溢流隔板(7)左侧隔开为去水水箱(4)，所述微孔隔板(5)下部设有多个微孔(6)；所述溢流隔板(7)的高度小于所述水箱(1)的高度；

所述进水水箱(2)依次经由进水箱水管(12)、上水水管(10)与循环水箱(9)连通；所述去水水箱(4)通过去水水管(8)与所述循环水箱(9)连通；所述水流模拟装置(16)通过水流模拟进水管(11)与所述上水水管(10)连通；所述水流模拟装置(16)为管状且在一侧设有细长条状的水流模拟装置出水口(17)，所述水流模拟装置(16)固定于所述实验水箱(3)内侧所述微孔隔板(5)上、其高度同高或略高于所述溢流隔板(7)顶部，所述水流模拟装置出水口(17)面向所述实验水箱(3)水面。

2.如权利要求1所述的一种实验水箱系统，其特征在于，所述进水箱水管(12)上设有进水箱水管电磁阀(15)；所述水流模拟进水管(11)上设有水流模拟进水管电磁阀(14)；所述上水水管(10)上设有水泵(13)。

3.如权利要求1所述的一种实验水箱系统，其特征在于，所述实验水箱(3)箱底设有多个实验水箱池底系固环(20)。

4.一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，包括权利要求1或2任一项所述的实验水箱系统，以及实验船模型(21)，其中，

所述实验船模型(21)漂浮于所述实验水箱(3)水面上，系固于所述实验水箱(3)底部。

5.如权利要求4所述的一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，所述实验船模型(21)包括：船舶本体、透明横舱壁(22)、透明纵舱壁(23)、第一、二、三液舱进水调节装置和中隔板(32)，其中，四道所述透明横舱壁(22)自船首至船尾依次间隔设置于所述船舶本体内，将船舶本体内部纵向分割为首端舱室、中部三个舱室和尾端舱室；两道所述透明纵舱壁(23)左右对称设置于所述首端舱室或所述尾端舱室内，将所述首端舱室或所述尾端舱室内横向分隔为左、中、右三个区域，其中中间区域为沿船中线对称的船端区域液舱(28)，所述船端区域液舱(28)侧壁设有第一液舱进水调节装置、顶部设有可上下移动以调节所述船端区域液舱(28)内容积的第一可移动式透明顶板；

所述中部三个舱室中中间的舱室为船中区域液舱(27)，所述船中区域液舱(27)的两侧壁的中间船舶本体的底部和顶部沿船长方向各设一固定槽，所述中隔板(32)设置于该两个固定槽内；当所述中隔板(32)下移至底部时将所述船中区域液舱(27)分割为左部液舱和右部液舱，此时所述左部液舱顶部设有可上下移动以调节所述左部液舱容积的第二可移动式透明顶板，所述右部液舱顶部设有可上下移动以调节所述右部液舱容积的第三可移动式透明顶板；当所述中隔板(32)上移后，所述船中区域液舱(27)为一个整舱，此时所述船中区域液舱(27)顶部设有可上下移动以调节所述船中区域液舱(27)容积的第四可移动式透明顶板；所述船中区域液舱(27)在对应所述上部液舱的侧壁上设有第二液舱进水调节装置，在对应所述下部液舱的侧壁上设有第三液舱进水调节装置。

6.如权利要求5所述的一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，所述实验船模型(21)还包括可拆卸式搁浅平台(34)，所述可拆卸式搁浅平台(34)夹持固定于所述实验水箱(3)的侧壁上，用于实现实验船模型(21)的搁浅。

7.如权利要求6所述的一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，所述可拆卸式搁浅平台(34)包括：防滑橡胶凸台(35)、减震橡胶(36)、锁紧橡胶(37)、锁紧弹簧(38)和锁紧装置(39)，其中，

所述防滑橡胶凸台(35)构成所述可拆卸式搁浅平台(34)上部斜面，用以所述实验船模型(21)碰撞搁浅，所述可拆卸式搁浅平台(34)右下部自底面向上挖有槽，槽内顶部设置所述减震橡胶(36)，槽内侧壁设置多个所述锁紧橡胶(37)，其中槽内右侧壁的多个锁紧橡胶(37)均固定于第一板左侧面，所述第一板右侧面固连多个锁紧弹簧(38)的一端，所述多个锁紧弹簧(38)的另一端固连于所述槽内右侧壁，所述锁紧装置(39)从所述可拆卸式搁浅平台(34)右端面旋入顶住所述第一板右侧面。

8.如权利要求5所述的一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，所述实验船模型(21)还包括：船长方向重力调节滑块(24)、船宽方向重力调节滑块(25)、垂向重力调节滑块(26)和倾角传感器，其中，

在所述实验船模型(21)内部水线高度上，在其首尾两舷各设一个所述船长方向重力调节滑块(24)、在其船中设置所述船宽方向重力调节滑块(25)和所述垂向重力调节滑块(26)；所述倾角传感器用于测量所述实验船模型(21)的横倾角。

9.如权利要求5所述的一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，所述第一液舱进水调节装置通过穿过所述船舶本体底部的第一水管与舷外相通连接水源，用以控制向所述船端区域液舱(28)内注水，以模拟船端舱室进水的破舱状态；

所述第二液舱进水调节装置通过穿过所述船舶本体底部的第二水管与舷外相通连接水源，用以控制向所述左部液舱内注水，所述第三液舱进水调节装置通过穿过所述船舶本体底部的第三水管与舷外相通连接水源，用以控制向所述左部液舱内注水；当所述中隔板(32)下移至底部时，向所述左部液舱或所述右部液舱内注水，以模拟船中区域舷侧舱室进水的破舱状态；当所述中隔板(32)上移后，通过所述第二液舱进水调节装置或所述第三液舱进水调节装置向所述船中区域液舱(27)内注水，以模拟船中区域整舱进水的破舱状态。

10.如权利要求5所述的一种船舶静力实验教学平台，其特征在于，所述实验船模型(21)设有船端系固环(31)，用于通过系泊索(18)与所述实验水箱池底系固环(20)连接对所述实验船模型(21)进行系固。

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