專利名稱：一種水洞實驗用新型回轉體減阻試驗模型的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水下航行器減阻降噪實驗技術，具體地說，涉及一種水洞實驗用新型 回轉體減阻試驗模型。
背景技術：
湍流減阻技術的重要性日漸突出，國內外在該方面都進行了許多試驗研究。當前， 水下減阻技術的應用對象主要是水下航行器，水下航行器的形狀多為回轉體，而在減阻技 術實驗研究方面的試驗模型多為平板模型或者翼型，不能較為準確的模擬水下航行器的流 場以及其受力情況，試驗所得數(shù)據(jù)有一定的局限性。實驗需要一系列具有各種形狀、不同尺寸脊狀結構的試驗模型，而且要求不同的 試驗模型除脊狀結構外的其它部分盡可能的具有一致性。現(xiàn)有的回轉體試驗模型主要有兩 種類型，一種是整體加工成型，脊狀結構加工在模型中部的圓柱段表面上，支撐機構位于圓 柱段中部；另一種為分段加工、采用尾部支撐結構，脊狀結構加工在模型中部的圓柱段表面 上。兩種減阻試驗模型均存在一定的缺陷。中部支撐整體的回轉體試驗模型存在以下缺陷(1)由于加工條件的限制使得不 同模型的頭部、頭部與中部連接處并不能完全保證一致；(2)試驗過程中更換模型時，存在 著模型重新定位導致的裝夾誤差，因此不同模型在流場中的位置無法保證完全一致，從而 也導致不同模型試驗狀態(tài)不能一致，降低了試驗結果的可比性；(3)模型與外部試驗裝置 的連接位于模型中部，在一定程度上也影響了模型中部脊狀結構區(qū)域的流場。尾支撐結構回轉體試驗模型存在以下缺陷由于模型較長，而且支撐結構靠后半 部份，容易導致航行器裝夾不穩(wěn)定。實驗時，若水流速較高，航行器容易產(chǎn)生振動現(xiàn)象，嚴重 影響流場的分布，導致測量結果出現(xiàn)嚴重偏差，因而無法做高速實驗。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種分段加工、后段支撐的水洞實驗用新型回 轉體減阻試驗模型。所述的新型回轉體減阻試驗模型，依次由頭部曲線段、圓柱段、支撐段和尾錐曲線 段四部分組成。脊狀結構加工在圓柱段的外表面上。試驗模型采用后段支撐，模型支撐段 與支撐固定連接?？紤]到航行器試驗模型為回轉體，模型頭部曲線段與圓柱段之間、圓柱段 與支撐段之間、支撐段與尾錐曲線段之間都采用較易實現(xiàn)的螺紋連接。為了使模型頭部層流邊界層縮短，使模型圓柱段處流場充分達到湍流，同時也使 模型頭部加工簡單，頭部曲線段采用半圓弧線型。為了避免流動在尾部發(fā)生分離，使模型表 面流場穩(wěn)定，尾錐曲線段采用雙參數(shù)曲線線型。圓柱段作為試驗段，其外表面上可以加工各 種形狀、各種尺寸的脊狀結構，進行流場測試。支撐段位于圓柱段之后、尾錐曲線段之前，主 要完成對模型的支撐固定功能。所述的支撐段整體做成圓柱狀，與支撐連接處锪一矩形平臺，再打一定位孔，便于和支撐連接。支撐段與圓柱段連接端做成外螺紋，與尾錐曲線段做成內螺紋。為了提高對比試驗的準確性，在進行不同脊狀結構試驗時，使用同樣的頭部曲線 段、支撐段及尾錐曲線段，只需更換圓柱段。同時，由于不更換支撐段，此方法還可保證每次 試驗時航行器姿態(tài)相同。由于采用后段支撐，模型質量越小，試驗過程中模型姿態(tài)越容易保持，因此模型材 料選用輕鋁型材。另外，圓柱段亦可加工成空心管狀，可以減輕模型質量。本發(fā)明提出的分段加工、后段支撐回轉體脊狀表面減阻試驗模型，避免了整體實 驗模型試驗過程中更換模型帶來的定位裝夾誤差、減小了支撐桿對脊狀表面流場的影響， 同時提高了試驗時允許的水流速度，增加了試驗研究的可比性和準確性。另外，與現(xiàn)有的回 轉體試驗模型相比，試驗模型頭部曲線段、支撐段、尾錐曲線段不需要重復加工，因此大幅 度減少了加工費用，縮短了加工周期。下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。


1.頭部2圓柱段3.支撐段4.尾錐段5.密封墊圈
圖1.是公知的中間部位固定的回轉體模型示意圖。
圖2.是公知的尾部部位固定的回轉體模型示意圖。
圖3.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型裝配圖。
圖4.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型頭部示意圖。
圖5.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型圓柱段示意圖。
圖6.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型圓柱段表面局部放大圖
圖7.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型支撐段主視圖。
圖8.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型支撐段左視圖。
圖9.是本發(fā)明新型回轉體減阻試g 模型支撐段俯視圖。
圖10.是本發(fā)明新型回轉體減阻試i檢模型尾錐段示意圖。
具體實施例方式如圖3所示，本發(fā)明新型回轉體減阻試驗模型依次由頭部曲線段、圓柱段、支撐段 和尾錐曲線段四部分組成。脊狀結構加工在圓柱段2的外表面上。試驗模型采用后段支撐， 模型支撐段3與支撐固定連接。所述航行器試驗模型為回轉體，試驗模型頭部1與圓柱段 2采用螺紋連接、圓柱段2與支撐段3之間采用螺紋連接、支撐段3與尾錐段4之間亦采用 較易實現(xiàn)的螺紋連接。螺紋連接處均使用密封墊圈5進行密封。如圖4所示，試驗模型頭部1采用半圓弧線形，其目的是為了使模型頭部層流邊界 層縮短，使試驗模型圓柱段2處流場充分達到湍流，同時也使試驗模型頭部加工簡單。如圖 10所示，尾錐段曲線采用雙參數(shù)曲線線型，其目的是為了避免流動在尾部發(fā)生分離，使模型 表面流場穩(wěn)定。圓柱段2作為主要試驗段，其外表面上可以加工各種形狀、各種尺寸的脊狀 結構，進行流場測試。圓柱段2形狀如圖5所示，脊狀表面結構如圖6所示。支撐段3位于 圓柱段2之后、尾錐段4之前，主要完成對模型的支撐固定功能。如圖7所示，支撐段3整體做成圓柱狀，與支撐連接處锪一矩形平臺，再打一定位孔，以便于和支撐連接。試驗模型支撐段3左視圖如圖8所示，俯視圖如圖9所示。支撐段 3與圓柱段2連接端做成外螺紋，與尾錐段4做成內螺紋。在進行不同脊狀結構試驗時，為了更換模型的方便以及提高對比試驗的準確性和 可比性，可使用同樣的頭部1、支撐段3及尾錐段4，只需更換試驗模型圓柱段2。在試驗時， 由于不更換支撐段3，此方法還可保證每次試驗時航行器姿態(tài)相同。由于采用后段支撐模型質量可以很小。模型質量越小，試驗過程中模型姿態(tài)越容 易保持，因此模型材料選用輕鋁型材。為減輕其模型質量，圓柱段2亦加工成管狀。
權利要求
一種水洞實驗用新型回轉體減阻試驗模型，包括頭部曲線段、圓柱段、支撐段和尾錐曲線段，其特征在于頭部(1)與圓柱段(2)之間、圓柱段(2)與支撐段(3)之間、支撐段(3)與尾錐段(4)之間均采用螺紋固定連接，其支撐段(3)與圓柱段(2)連接端做成外螺紋，與尾錐段(4)做成內螺紋，連接處使用密封墊圈(5)進行密封。
2.根據(jù)權利要求1所述的水洞實驗用新型回轉體減阻試驗模型，其特征在于頭部(1) 為半圓弧線型，空管狀的圓柱段(2)其外表面上加工各種形狀、各種尺寸的脊狀結構。
3.根據(jù)權利要求1所述的水洞實驗用新型回轉體減阻試驗模型，其特征在于支撐段 (3)整體為圓柱狀，與支撐連接處锪一矩形平臺，打一定位孔與支撐固定連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的水洞實驗用新型回轉體減阻試驗模型，其特征在于所述的 模型材料選用輕鋁型材。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分段加工、后段支撐的水洞實驗用新型回轉體減阻試驗模型。該試驗模型由頭部曲線段、圓柱段、支撐段和尾錐曲線段四部分組成。脊狀結構加工在圓柱段的外表面上。試驗模型采用后段支撐，模型支撐段與支撐固定連接。模型頭部曲線段與圓柱段之間、圓柱段與支撐段之間、支撐段與尾錐曲線段之間都采用較易實現(xiàn)的螺紋連接。避免了整體實驗模型在試驗過程中更換模型帶來的定位裝夾誤差、減小了支撐桿對脊狀表面流場的影響，同時提高了試驗時允許的水流速度，增加了實驗研究的可比性和準確性。這種結構的回轉體試驗模型，模型頭部曲線段、支撐段、尾錐曲線段不需要重復加工，大幅度減少了加工費用，縮短了加工周期。
文檔編號G01M10/00GK101893505SQ20091002259
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2009年5月19日
發(fā)明者劉冠衫, 劉占一, 吳文輝, 宋保維, 潘光, 肖智勇, 胡海豹, 黃橋高 申請人:西北工業(yè)大學