本发明专利技术涉及一种试验模型表面静压孔空间角度的测量方法，包括试验模型，所述试验模型的壁面上设置有静压孔，对所述静压孔的空间角度进行测量时，包括如下步骤：外延静压孔轴线；设置基准平面；设置第一测量平面；读取第一坐标值；设置第二测量平面；读取第二坐标值；计算静压孔空间角。通过设置多个测量平面，能够完成对静压孔空间角度的测量，能够对加工完成后的静压孔的空间角度进行校核，从而能够在静压测量试验中将静压孔空间角度纳入对试验的结果的分析计算中，以进一步提高静压测量试验的精准度。精准度。精准度。
【技术实现步骤摘要】
试验模型表面静压孔空间角度的测量方法
[0001]本专利技术涉及流体力学试验
，尤其是一种试验模型表面静压孔空间角度的测量方法。
技术介绍
[0002]流体机械表面的静压力测量是流体力学中常见的一类测量试验，通过测量流体机械表面的静压分布，能够为其流体力学外形、结构的设计优化提供数据支撑。在静压测量试验中常采用小孔测压法，其通过在试验模型表面沿法线方向开设静压孔，静压孔的后端接测压管与压力测量装置，从而测得试验模型在该位置的静压。为了保证静压测量试验测量结果的精度与准确性，静压孔需要满足如下约束：
[0003](1)静压孔的直径通常保持在0.5mm
‑
2mm范围内；
[0004](2)静压孔的深度与直径之比大于2；
[0005](3)静压孔的轴线与试验模型的壁面垂直；
[0006](4)静压孔的孔内壁光滑，孔口无毛刺。
[0007]其中，要求静压孔的轴线与试验模型的壁面垂直尤为重要，静压孔的轴线在小而短的孔内，空间极其狭小，并且通常位于流体机械三维特征显著的曲面上，难以确定测量的基准，无法直接测量静压孔的空间角度。
[0008]现有技术中，静压孔的空间角度量值通过加工予以保证。但是随着流体力学试验研究逐渐向精细化方向发展，静压测量试验误差、不确定度的分析与控制，以及试验测量精准度提升的需求愈发强烈，静压孔加工完成后，其空间角度无测量方法，无法进行测量、校核，无法考虑加工制造误差对静压孔空间角度的定量影响，亟需建立试验模型表面静压孔空间角度的测量方法。
技术实现思路
[0009]本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的试验模型表面静压孔空间角度的测量方法，通过设置多个测量平面，能够完成对静压孔空间角度的测量，能够对加工完成后的静压孔的空间角度进行校核，从而能够在静压测量试验中将静压孔空间角度纳入对试验的结果的分析计算中，以进一步提高静压测量试验的精准度。
[0010]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]一种试验模型表面静压孔空间角度的测量方法，包括试验模型，所述试验模型的壁面上设置有静压孔，对所述静压孔的空间角度进行测量时，包括如下步骤：
[0012]S1.外延静压孔轴线，将所述静压孔的轴线向外延伸至所述静压孔的外部，得到静压孔轴线外延段；
[0013]S2.设置基准平面，指定一空间水平面为基准平面，所述基准平面与所述静压孔轴线外延段相交，得到交点，以所述交点为原点建立空间直角坐标系；
[0014]S3.设置第一测量平面，沿竖直方向设置与所述基准平面平行的第一测量平面，所
述静压孔轴线外延段与所述第一测量平面相交；
[0015]S4.读取第一坐标值，以S2.中的所述交点在所述第一测量平面上投影得到第一投影点，以所述第一投影点建立第一平面直角坐标系读取所述静压孔轴线外延段与所述第一测量平面交点的坐标值，得到第一坐标值(x
D
，z
D
)；
[0016]S5.设置第二测量平面，沿竖直方向设置与所述基准平面平行的第二测量平面，所述第二测量平面沿竖直方向与所述第一测量平面的间隔距离为s，所述静压孔轴线外延段与所述第二测量平面相交；
[0017]S6.读取第二坐标值，以S2.中的所述交点在所述第二测量平面上投影得到第二投影点，以所述第二投影点建立第二平面直角坐标系读取所述静压孔轴线外延段与所述第二测量平面交点的坐标值，得到第二坐标值(x
G
，z
G
)；
[0018]S7.计算静压孔空间角，根据(式1)得到所述静压孔的第一空间角度θ，根据(式2)得到所述静压孔的第二空间角度φ；
[0019][0020](式1)中，θ表示静压孔轴线在横轴、竖轴与原点构成的平面上的投影线与竖轴的夹角，
[0021]x
G
表示第二坐标值中的横坐标值，
[0022]x
D
表示第一坐标值中的横坐标值，
[0023]s表示第二测量平面沿竖直方向与第一测量平面的间隔距离；
[0024][0025](式2)中，φ表示静压孔轴线在横轴、纵轴与原点构成的平面上的投影线与纵轴的夹角，
[0026]x
G
表示第二坐标值中的横坐标值，
[0027]x
D
表示第一坐标值中的横坐标值，
[0028]z
G
表示第二坐标值中的纵坐标值，
[0029]z
D
表示第一坐标值中的纵坐标值。
[0030]作为上述技术方案的进一步改进：
[0031]在S1.中，通过采用在所述静压孔内部套接直毛细管的方式将所述静压孔的轴线外延。
[0032]在采用套接直毛细管方式外延所述静压孔的轴线时，需要保证所述毛细管的外径小于所述静压孔的内径。
[0033]在S1.中，基于光线沿直线传播的原理，通过采用强光照射将所述静压孔的轴线外延。
[0034]在S2.中，所述空间直角坐标系中横轴、纵轴与原点构成的平面与所述基准平面重合，竖轴垂直于所述基准平面。
[0035]通过固定所述试验模型，移动支撑所述试验模型的支撑台面，使得所述支撑台面形成与所述基准平面平行的第一测量平面与第二测量平面。
[0036]在采用固定试验模型、移动支撑台面的方式时，通过控制所述支撑台面沿竖直方
向的移动距离从而得到间隔设置的所述第一测量平面与所述第二测量平面。
[0037]通过固定支撑所述试验模型的支撑台面，移动所述试验模型，使得过所述试验模型中轴线的水平截面形成与所述基准平面平行的第一测量平面与第二测量平面。
[0038]在采用移动试验模型、固定支撑台面的方式时，通过控制所述试验模型沿竖直方向的移动距离从而得到间隔设置的所述第一测量平面与所述第二测量平面。
[0039]通过在所述第一测量平面与所述第二测量平面上分别加装坐标纸，从而能够读取所述第一坐标值与所述第二坐标值。
[0040]本专利技术的有益效果如下：
[0041]本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过设置基准平面、第一测量平面、第二测量平面，将静压孔轴线空间角度的测量转化为轴线延长线上某两点平面坐标值的测量，从而通过(式1)与(式2)计算得到静压孔的空间角度，本专利技术中的测量方法填补了相关领域的空白，能够满足流体力学试验研究逐渐向精细化方向发展的要求。
[0042]本专利技术基于空间线段的延长线上任意两点在某一平面上的投影，仍在该空间线段在上述平面上投影的延长线上的原理，提供一种试验模型表面静压孔空间角度的测量方法，通过延长线上任意两点投影与坐标轴的夹角，与该线段投影与坐标轴的夹角量值相同，计算得到静压孔的空间角度，用于静压测量试验误差、不确定度的分析与控制，从而提高静压测量试验结果的精准度。
[0043]本专利技术中试验模型能够模拟多种实际的流体机械，使用范围广，应用灵活本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种试验模型表面静压孔空间角度的测量方法，其特征在于：包括试验模型，所述试验模型的壁面上设置有静压孔，对所述静压孔的空间角度进行测量时，包括如下步骤：S1.外延静压孔轴线，将所述静压孔的轴线向外延伸至所述静压孔的外部，得到静压孔轴线外延段；S2.设置基准平面，指定一空间水平面为基准平面，所述基准平面与所述静压孔轴线外延段相交，得到交点，以所述交点为原点建立空间直角坐标系；S3.设置第一测量平面，沿竖直方向设置与所述基准平面平行的第一测量平面，所述静压孔轴线外延段与所述第一测量平面相交；S4.读取第一坐标值，以S2.中的所述交点在所述第一测量平面上投影得到第一投影点，以所述第一投影点建立第一平面直角坐标系读取所述静压孔轴线外延段与所述第一测量平面交点的坐标值，得到第一坐标值(x
D
,z
D
)；S5.设置第二测量平面，沿竖直方向设置与所述基准平面平行的第二测量平面，所述第二测量平面沿竖直方向与所述第一测量平面的间隔距离为s，所述静压孔轴线外延段与所述第二测量平面相交；S6.读取第二坐标值，以S2.中的所述交点在所述第二测量平面上投影得到第二投影点，以所述第二投影点建立第二平面直角坐标系读取所述静压孔轴线外延段与所述第二测量平面交点的坐标值，得到第二坐标值(x
G
,z
G
)；S7.计算静压孔空间角，根据(式1)得到所述静压孔的第一空间角度θ，根据(式2)得到所述静压孔的第二空间角度φ；(式1)中，θ表示静压孔轴线在横轴、竖轴与原点构成的平面上的投影线与竖轴的夹角，x
G
表示第二坐标值中的横坐标值，x
D
表示第一坐标值中的横坐标值，s表示第二测量平面沿竖直方向与第一测量平面的间隔距离；(式2)中，φ表示静压孔轴线在横轴、纵轴与原点构成的平面上的投影线与纵轴的夹角，x
G
表示第二坐标值中的横坐标值，x
D
表示第一坐标值中的横坐标值，z
...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙海浪，潘子英，郑文涛，陈默，张璇，刘俊亮，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：
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