一种双体船横向弯矩的实验测量装置及测量方法与流程

本发明涉及双体船横向弯矩的实验测量装置及测量方法，属于双体船领域。

背景技术：

目前对于双体船横向弯矩研究主要集中在外载荷计算、有限元数值仿真或拖曳水池中开展船模波浪载荷实验。前两种基本基于理论计算，授课过程中不能让学生进行直观的观察和实际的动手操作，对于加深学习印象方面存在一定的缺陷；后一种由于需要具备一定的试验条件，目前高校中建造的拖曳水池并不多，加之其试验成本比较大，在教学过程中存在一定的局限性，因此不适合在授课过程中对学生进行演示。由于以上客观因素，目前在教学过程中只是列出了双体船在横浪状态下的外力的探讨，缺乏经济、直观的教学实验器材让学生亲自动手操作从而获得深刻的理解。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种双体船横向弯矩的实验测量装置及测量方法，通过每个水槽内的水的体积不同，模拟片体分别处于波峰与波谷，可以通过控制其相对高度来模拟不同的波高，以及配合使用水泵、水速仪来模拟不同波浪下对应的水流速度，从而模拟双体船受到的横向弯矩，使实验真实，易观察，具有说服力。

技术方案：为实现上述目的，本发明的双体船横向弯矩的实验测量装置，该双体船由第一船体、第二船体和连接桥组成，连接桥与第一船体和第二船体分别连接，所述第一船体位于第一水槽内，在第一水槽内安装有第一隔板，第一隔板位于第一水槽的中间，在第一水槽内垂直于隔板安装有两个第一整流板，两个第一整流板和第一隔板将第一水槽分为进水区、整流区和出水区，第一船体位于整流区中，在整流区中安装有第一水速仪，在第一水槽的一端安装有第一水泵，第一水泵与进水管和出水管连接，进水管和出水管分别位于隔板的两侧，在第一水泵上安装有第一流量计；所述第二船体位于第二水槽内，在第二水槽内安装有第二隔板，第二隔板位于第二水槽的中间，在第二水槽内垂直于第二隔板安装有两个第二整流板，两个第二整流板和第二隔板将第二水槽分为进水区、整流区和出水区，第二船体位于整流区中，在整流区中安装有第二水速仪，在第二水槽的一端安装有第二水泵，第二水泵与进水管和出水管连接，进水管和出水管分别位于第二隔板的两侧，在第二水泵上安装有第二流量计；所述第一整流板包含第一整流单元和第二整流单元，所述第一整流单元和第二整流单元上均设有若干个整流孔，第一整流单元通过胶水固定在第一水槽壁和第一隔板上，所述第一整流单元的顶部设有两个螺纹孔，第一水槽壁和第一隔板上设有凹槽，第二整流单元插入在凹槽内，第二整流单元通过第一整流单元螺纹孔中插入的螺栓固定，通过覆盖第一整流单元整流孔的面积，从而调整水流的整流效果；所述第二整流板包含第三整流单元和第四整流单元，所述第三整流单元和第四整流单元上均设有若干个整流孔，第三整流单元通过胶水固定在第二水槽壁和第二隔板上，所述第三整流单元的顶部设有两个螺纹孔，第二水槽壁和第二隔板上设有凹槽，第四整流单元插入在凹槽内，第四整流单元通过第三整流单元螺纹孔中插入的螺栓固定，通过覆盖第三整流单元整流孔的面积，从而调整水流的整流效果；在第一船体上的横舱壁与连接桥相接触部位贴应变片，应变片通过导线与电荷放大器连接，电荷放大器依次与多通道信息采集仪和计算机连接。

作为优选，所述第一水槽和第二水槽沿深度方向上设有若干个排水孔。

一种上述的双体船横向弯矩的实验测量装置的测量方法，包括以下步骤：

(1)按照实验要求，将第一水槽和第二水槽安装完毕，将隔板和整流板分别插入到第一水槽和第二水槽中，向第一水槽和第二水槽注入等量的水；

(2)打开第一水槽和第二水槽，让第一水槽和第二水槽的水循环流动，通过调节第一水泵和第二水泵的马力获得需要的水流速度，同时调整整流板保证第一水速仪和第二水速仪的测量数值相同，此时分别记录第一水泵和第二水泵上的马力数值；

(3)将双体船放入第一水槽和第二水槽内，调整船体平衡，然后在其中的一个水槽内加入一定量的水，并读出其数值，此时打开对应的水泵，调整到步骤(2)中所用的马力，观察各个水速仪的测量数值是否相同，若不同再进行微调，保证其数值相同，最后观察实验现象，并进行整理实验数据。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本实验装置是一种测量双体船横向弯距的装置，作为教学中的实验装置，通过每个水槽内的水的体积不同，模拟片体分别处于波峰与波谷，可以通过控制其相对高度来模拟不同的波高，从而模拟双体船受到的横向弯矩，使实验真实，易观察，具有说服力。

(2)现有的横向弯矩数值计算方法及软件只是基于理论，理解起来比较抽象，而本实验装置可以使学生了解船舶产生横向弯矩的基本成因及横向弯矩发生的基本原理，在实验中船模产生横向弯矩，可以使学生对双体船的横向弯矩问题有一个直观认识与理解。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中第一水槽中整流板的示意图。

图3为图2中第一整流单元中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1至图3所示，本发明的双体船横向弯矩的实验测量装置，该双体船由第一船体5、第二船体11和连接桥组成，连接桥与第一船体5和第二船体11分别连接，所述第一船体5位于第一水槽内，在第一水槽内安装有第一隔板3，第一隔板3位于第一水槽的中间，在第一水槽内垂直于隔板安装有两个第一整流板4，两个第一整流板4和第一隔板3将第一水槽分为进水区、整流区和出水区，整流区为u形状，第一船体5位于整流区中，在整流区中安装有第一水速仪，在第一水槽的一端安装有第一水泵1，第一水泵1与进水管和出水管连接，进水管和出水管分别位于隔板的两侧，在第一水泵1上安装有第一流量计；所述第二船体11位于第二水槽12内，在第二水槽12内安装有第二隔板10，第二隔板10位于第二水槽12的中间，在第二水槽12内垂直于第二隔板10安装有两个第二整流板13，两个第二整流板13和第二隔板10将第二水槽12分为进水区、整流区和出水区，第二船体11位于整流区中，在整流区中安装有第二水速仪，在第二水槽12的一端安装有第二水泵2，第二水泵2与进水管和出水管连接，进水管和出水管分别位于第二隔板10的两侧，在第二水泵2上安装有第二流量计，所述第一水槽和第二水槽12沿深度方向上设有若干个排水孔；所述第一整流板4包含第一整流单元41和第二整流单元42，所述第一整流单元41和第二整流单元42上均设有若干个整流孔，第一整流单元41通过胶水固定在第一水槽壁和第一隔板3上，所述第一整流单元41的顶部设有两个螺纹孔15，第一水槽壁和第一隔板3上设有凹槽，第二整流单元42插入在凹槽内，第二整流单元42通过第一整流单元41螺纹孔15中插入的螺栓固定，在初始阶段，第一整流单元41和第二整流单元42的整流孔是相重合的，水流最大，通过移动第二整流单元42覆盖第一整流单元41整流孔的面积，从而调整水流的整流效果；所述第二整流板13包含第三整流单元和第四整流单元，所述第三整流单元和第四整流单元上均设有若干个整流孔，第三整流单元通过胶水固定在第二水槽壁和第二隔板10上，所述第三整流单元的顶部设有两个螺纹孔15，第二水槽壁和第二隔板10上设有凹槽，第四整流单元插入在凹槽内，第四整流单元通过第三整流单元螺纹孔15中插入的螺栓固定，通过覆盖第三整流单元整流孔的面积，从而调整水流的整流效果；在第一船体5上的横舱壁与连接桥相接触部位贴应变片9，应变片9通过导线与电荷放大器6连接，电荷放大器6依次与多通道信息采集仪7和计算机8连接。

一种上述的双体船横向弯矩的实验测量装置的测量方法，包括以下步骤：

(1)按照实验要求，将第一水槽和第二水槽12安装完毕，将隔板和整流板4分别插入到第一水槽和第二水槽12中，向第一水槽和第二水槽12注入等量的水；

(2)打开第一水槽和第二水槽12，让第一水槽和第二水槽12的水循环流动，通过调节第一水泵1和第二水泵2的马力获得需要的水流速度，同时调整整流单元保证第一水速仪和第二水速仪的测量数值相同，此时分别记录第一水泵1和第二水泵2上的马力数值；

(3)将双体船放入第一水槽和第二水槽12内，调整船体平衡，然后在其中的一个水槽内加入一定量的水，并读出其数值，此时打开对应的水泵，调整到步骤(2)中所用的马力，观察各个水速仪的测量数值是否相同，若不同再进行微调，保证其数值相同，最后观察实验现象，并进行整理实验数据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。