1.一种表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,包括:第一平板(1)、第二平板(2)、水平天平、垂直天平(6)、托架(3)、凸起结构(4)和顶部开口的水密筒(5);
托架(3)通过水平天平和(6)固定在水密筒(5)内;
凸起结构(4)安装在托架(3)上;
第一平板(1)和第二平板(2)对称安装在水密筒(5)的顶部开口两端;其中,第一平板(1)、托架(3)和第二平板(2)三者处于同一平面上,托架(3)的两端分别与第一平板(1)和第二平板(2)靠近但不接触;
水密筒(5)内填充有液体,水平天平位于所述液体的液面之下。
2.根据权利要求1所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,水平天平,包括:第一水平天平(71)、第二水平天平(72)、第三水平天平(73)和第四水平天平(74);
托架(3)的四个侧面通过第一水平天平(71)、第二水平天平(72)、第三水平天平(73)和第四水平天平(74)分别与水密筒(5)的四个内壁侧面连接;
托架(3)的底部通过垂直天平(6)与水密筒(5)的底部连接。
3.根据权利要求2所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,第一水平天平(71)、第二水平天平(72)、第三水平天平(73)和第四水平天平(74)处于同一水平面上;其中,第一水平天平(71)和第三水平天平(73)与液体的流动方向平行,第二水平天平(72)和第四水平天平(74)液体的流动方向垂直。
4.根据权利要求2所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,托架(3)的两端与第一平板(1)和第二平板(2)之间的距离小于0.1m。
5.根据权利要求1所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,第一平板(1)和第二平板(2),用于模拟航行器的表面。
6.根据权利要求1所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,凸起结构(4)为凸起与凹陷的复合结构,用于模拟航行器表面的损伤。
7.根据权利要求1所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,第一平板(1)的上表面区域为附面层产生区域,长度为凸起结构(4)厚度的100~500倍。
8.根据权利要求1所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,垂直天平(6)的垂直方向的最大位移不大于凸起结构(4)的10%。
9.根据权利要求1所述的表面小型凸起引起涡流后受力的测量装置,其特征在于,托架(3)的外沿材料采用橡胶材质,防止水平天平移动时,托架(3)与第一平板(1)或第二平板(2)产生碰撞损伤。
10.一种表面小型凸起引起涡流后受力的测量方法,其特征在于,包括:
将测量装置置于风洞中进行吹风;
凸起结构(4)受到流动的气流的作用力推动托架(3)移动、进而带动水平和垂直天平(6)发生位移;
水平和垂直天平(6)测量得到位移信号;
根据位移信号,确定凸起结构(4)引起涡流后所受到的六个分量的作用力;
其中,测量装置包括:第一平板(1)、第二平板(2)、水平天平、垂直天平(6)、托架(3)、凸起结构(4)和顶部开口的水密筒(5);
托架(3)通过水平天平和(6)固定在水密筒(5)内;凸起结构(4)安装在托架(3)上;第一平板(1)和第二平板(2)对称安装在水密筒(5)的顶部开口两端;其中,第一平板(1)、托架(3)和第二平板(2)三者处于同一平面上,托架(3)的两端分别与第一平板(1)和第二平板(2)靠近但不接触;水密筒(5)内填充有液体,水平天平位于所述液体的液面之下。