基于MEMS技术的水中航行体壁面剪应力测量研究

来源 :第十四届全国水动力学学术会议暨第二十八届全国水动力学研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuln2909
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
壁面剪应力的精确测量对于研究水中航行体边界层流动、寻求有效的减阻降噪措施至关重要.由于采用MEMS的水中壁面剪应力测量相比空气中的测量具有更高的难度,以往的测量研究大多集中在空气介质中,水中测量技术研究较少.本研究利用新研制的热膜式MEMS剪应力传感器阵列,创新性地开展了水中航行体壁面剪应力测量研究.开发了水中航行体壁面剪应力测试系统,建立了系统标定与基准校验的测试分析方法,应用于SUBOFF潜艇模型壁面剪应力测量水池试验,获得了SUBOFF潜艇模型壁面剪应力分布,并与Preston管测量结果以及数值计算结果进行比对分析.结果表明,本研究建立的MEMS剪应力测量技术可有效应用于水中航行体壁面剪应力精细测量,为相关水动力技术研发提供有力技术支撑.
其他文献
在试验水槽中建立(1∶50)西太平洋某岛礁剖面地形,进行了二维水槽随机波浪试验,试验选取合田改进的JONSWAP谱,谱峰升高因子γ取3.3.在天然地形的随机波浪演化过程中,观察到了畸形波.本研究对畸形波生成的过程及特征进行了研究,发现畸形波不但是瞬时的事件,试验中也观测到了波浪演化形成多次畸形波事件的现象,且"三姐妹"畸形波持续性极强.通过分析波列的偏度√β1与峰度β2,发现峰度β2对畸形波有极强
河口海岸带潮汐涨落和波浪作用都会引起海滩地下水位的不断变化,为研究沙滩内部渗流过程对泥沙运动的影响,通过自制水槽试验对海滩内部孔隙水压力变化进行研究,以模拟实际情况下水位变化过程中沙滩内部的渗流特性.试验结果表明,水位从沙面以上逐渐下降过程中,经过水沙交界面时,由于毛细作用泥沙内部孔隙水压力产生突降;经过沙石粒径变化交界面时,因水面在泥沙颗粒间形成的弯液面的影响孔隙水压力略有回升且之后下降缓慢.介
当泄水建筑物下游河床基岩存在较厚的软弱夹层时,冲刷坑深度是该类工程消能防冲设计的关键技术指标.本研究结合某实际工程,试验研究了挑流消能、面流消能、戽流消能和挑面流组合的消能方式以及河床地形对冲刷坑的影响.研究结果表明:挑流消能的冲刷坑较深;面流消能方案回流淘刷坝趾;由于下游水位低,戽流消能的防冲效果不佳;挑面流组合消能中,面流起到了动水垫的作用,冲刷坑平均深度减小;泄水建筑物紧邻河岸时,采取局部开
适用于深水系泊作业的半潜式支持平台在设计阶段必须考虑不同系洎模式下受风、浪、流环境载荷的影响.本研究针对某深水半潜式支持平台,考虑风、浪、流联合作用,建立了不同系泊模式下的模型试验方法,开展了完整系泊、单根系泊缆破损以及系泊系统附加水平刚度等多种系泊模式下的模型试验研究,获得平台运动和受力特性.试验结果表明:文中不同系泊模式下系泊缆都具有足够的安全系数,不会发生破断;附加水平刚度对平台波频运动没有
面对南海渔业养殖的急迫需求,养鱼船带流水孔作业方案的水动力性能亟须验证.本研究采用数值计算和模型试验的方法,对单点系泊养鱼船两种开孔作业方案时的水动力性能开展了研究.首先开展了频域水动力性能计算,得到一种开孔状态的船体水动力系数、波浪力和运动幅值响应算子,然后进行了时域船体/锚链耦合数值计算,在耐波性水池开展了模型试验,分析了不同开孔状态养鱼船运动特性,并把数值计算结果与模型试验结果进行了比较,最
Ship-bank interactions induce a suction force and a yaw moment to influence the ships course keeping performance, known as the bank effect.To assess the forces, the systematic captive model test progr
在浅水条件下,航行体附近壁面和自由面同时影响空泡的非定常演化,其耦合效应非常复杂.本研究针对浅水发射回转体的非定常空化流动现象进行了研究,主要研究方法包括发射实验及CFD数值模拟.实验中通过高速摄像记录了空泡的非定常,包括不同位置空泡长度和形状的发展规律.数值计算中基于商业软件FLUENT建立了水/气/汽三相并包含空化相变效应的大涡模拟方法,以获得自由面-空泡-壁面相互作用结果.典型工况计算结果与
在解放军理工大学重力式分层流水槽开展了双层流体中浮箱拖航的物理模型实验,通过改变拖航速度v和浮箱吃水深度b观察了内波的生成过程,研究了在内界面处兴波的波峰长度λ和波峰幅值A的变化规律.水槽实验结果表明,在同一吃水深度下内波波峰部分的长度λ及幅值A均随着拖航速度的增加呈现先增加后减小的趋势.吃水深度对长度及幅值的峰值几乎没有影响,但达到峰值时对应的Fr数依赖于吃水深度的变化.当形成的波峰接触到结构后
基于粒子图像测速技术,在大型重力式分层流水槽中对内孤立波致流场结构进行测量,获得内孤立波流场分布变化的精细结构.研究表明:在密度分层流体中PIV技术可实现对大幅面内孤立波诱导流场的精细测量以及准确描述波动结构的特征;水平流速在上下层方向相反且在跃层处最小,水平剪切在波谷附近最强;垂向流动在波前、后分别为上升和下沉流,两者在距离波谷1/4~1/2波长位置取得最大值;随着振幅增大,流场增强且实验结果与
深海养殖逐渐成为目前研究的热点,养鱼船作为一种新颖的深海养殖方式,其运动性能直接关系到深海养殖的安全性和经济性.本研究针对养鱼船单点系泊系统,构建了带浮子系统的悬链线方程,结合基于势流理论的时域运动方程,得到了养鱼船在波浪中运动特性和系泊受力.然后在波浪水池开展了养鱼船单点系泊时典型工况下的运动特性和系泊力模型试验,并把计算结果和试验结果进行了对比分析,验证了数值计算的可靠性.最后采用数值方法对单