【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶设计，尤其是一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法。
技术介绍
1、出于耐波性考虑，水面船舶一般都会配置舭龙骨等附体，当船舶以较高航速在中高浪级中航行时，舭龙骨极有可能出水而导致其遭受砰击载荷，严重的砰击载荷会致其破坏。砰击载荷是局部结构设计时的重要参数，如何合理确定设计载荷，是船舶设计者、研究者、以及各大船级社所关心的问题。
2、一般而言，船舶在风浪中快速航行时，波浪砰击现象较严重，作用在艏底、外飘等结构上的砰击压力较大，严重的砰击还会引起船体梁的强烈振动，对局部结构和总体结构可能产生损害。一般规范都会对艏底、外飘等结构的砰击作出规定，但对舭龙骨的出入水砰击问题却没有考虑，按照现有舭龙骨结构规范计算方法对舭龙骨进行结构设计，可能导致船舶舭龙骨结构设计偏弱，极易损坏，且已在多艏船舶上得到了印证，据有关统计，在大风浪中航行的船舶舭龙骨基本都有不同程度的损害。
3、目前，舭龙骨水动压力(砰击压力)直接测量有一定难度，通过实船试验难以实施，模型试验也不易直接开展，需要开发一种测量方法，获得不同工况下舭龙骨的水动压力数据，用于辅助舭龙骨结构设计，提高船舶舭龙骨结构的可靠性。
技术实现思路
1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，从而获得不同工况下舭龙骨的水动压力数据，用于辅助舭龙骨结构设计，提高船舶舭龙骨结构的可靠性。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种水面舰船舭龙骨水动压力
4、步骤一、确定船模的主体结构及舭龙骨结构，船模的缩尺比为λ，并确定位于舭龙骨下表面的n个测量节点的位置；
5、步骤二、对第一步中的船模进行建模并对比舭龙骨下表面施加水压力，得到每个测量节点的应变，计算得到n个测量节点对应的应变传递系数c1～cn；
6、步骤三、制作第一步中的船模，并在试验水池中进行入水试验，获得n个测量节点的入水速度v1～vn；并测得n个测量节点的微应变με1～μεn；
7、步骤四、获得船模的测量节点的水动压力pi：
8、pi＝μεi/ci，i＝1、2、3…n；
9、步骤五、获得实船上舭龙骨对应测量节点位置的实船水动压力spi和实船入水速度svi：
10、spi＝λ×pi
11、
12、其进一步技术方案在于：
13、测量节点的入水速度v1～vn由安装于舭龙骨上的相对速度传感器测得。
14、步骤二中的建模采用abqus进行计算，选用3d实体单元，单元类型为c3d4，通过把舭龙骨与船体接触面全刚性约束，保证舭龙骨与船刚性固定，并假设水压力均布加载于舭龙骨下表面，水压力为垂直于舭龙骨下表面的力，设置边界条件；将单位水压力均布于舭龙骨下表面，得到单位压力下n个测量节点的应变，即是应变传递系数c1～cn的数值。
15、步骤三中的舭龙骨各个测量节点受到试验水池中波浪施加的水动压力，并通过设置于n个测量节点的应变传感器测量分别得到各个测量节点的微应变με1～μεn，根据步骤四计算得到n个测量节点的水动压力p1～pn。
16、根据第三步中获得的船模每个测量节点的入水速度vi，和第四步中获得的每个测量节点的水动压力pi，计算可得每个测量节点的水动压力系数ki：
17、ki＝pi/vi2，i＝1、2、3…n。
18、对入水速度v1～vn和水动压力p1～pn的数据进行统计处理，分别得到入水速度的均值、最大值和三一值以及水动压力的均值、最大值和三一值。
19、不改变船模主体结构和舭龙骨结构的情况下，改变试验水池中的水波参数和或船模的航行速度后，重复步骤三到步骤五。
20、不改变船模主体结构的情况下，改变舭龙骨结构重复步骤一到步骤五，获得多组不同舭龙骨结构和水动压力的关系数据。
21、本专利技术的有益效果如下：
22、本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过以时刻变化的入水速度为工况条件，通过船模试验和数值计算相结合的方式，间接获得舭龙骨上各个测量节点在不同入水速度条件下的水动压力，根据缩尺比转换得到实船舭龙骨的真实水动压力及入水速度，用于指导船舭龙骨的结构设计，选择合适、安全的船舭龙骨结构形式，该方法可支持船舶结构设计师对舭龙骨进行结构设计、保障其安全。
23、同时，本专利技术还存在如下优势：
24、通过依据试验船模和舭龙骨图纸资料，建立有限元模型计算获得测量节点的应变变化量与单位外载荷的比值关系，在船模试验中测量获得测量节点的应变数据，反演出舭龙骨所受到的水动压力载荷，该方法简便且所获得的水动压力数据科学准确。
25、根据入水速度和水动压力计算得到水动压力系数以后，通过对船模建模以及通过软件计算舭龙骨测量节点的入水速度，据推算方法获取测量节点所受到的水动压力，仅通过建模的方式便可获得更多的入水速度与水动压力的数据，这样就可以不采用模型试验的方式，保证数据精准的同时提高效率。
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1.一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：测量节点的入水速度V1～Vn由安装于舭龙骨上的相对速度传感器测得。
3.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：步骤二中的建模采用abqus进行计算，选用3D实体单元，单元类型为C3D4，通过把舭龙骨与船体接触面全刚性约束，保证舭龙骨与船刚性固定，并假设水压力均布加载于舭龙骨下表面，水压力为垂直于舭龙骨下表面的力，设置边界条件；将单位水压力均布于舭龙骨下表面，得到单位压力下n个测量节点的应变，即是应变传递系数C1～Cn的数值。
4.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：步骤三中的舭龙骨各个测量节点受到试验水池中波浪施加的水动压力，并通过设置于n个测量节点的应变传感器测量分别得到各个测量节点的微应变με1～μεn，根据步骤四计算得到n个测量节点的水动压力P1～Pn。
5.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：根据第三步
6.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：对入水速度V1～Vn和水动压力P1～Pn的数据进行统计处理，分别得到入水速度的均值、最大值和三一值以及水动压力的均值、最大值和三一值。
7.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：不改变船模主体结构和舭龙骨结构的情况下，改变试验水池中的水波参数和或船模的航行速度后，重复步骤三到步骤五。
8.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：不改变船模主体结构的情况下，改变舭龙骨结构重复步骤一到步骤五，获得多组不同舭龙骨结构和水动压力的关系数据。
...【技术特征摘要】
1.一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：测量节点的入水速度v1～vn由安装于舭龙骨上的相对速度传感器测得。
3.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：步骤二中的建模采用abqus进行计算，选用3d实体单元，单元类型为c3d4，通过把舭龙骨与船体接触面全刚性约束，保证舭龙骨与船刚性固定，并假设水压力均布加载于舭龙骨下表面，水压力为垂直于舭龙骨下表面的力，设置边界条件；将单位水压力均布于舭龙骨下表面，得到单位压力下n个测量节点的应变，即是应变传递系数c1～cn的数值。
4.如权利要求1所述的一种水面舰船舭龙骨水动压力测量方法，其特征在于：步骤三中的舭龙骨各个测量节点受到试验水池中波浪施加的水动压力，并通过设置于n个测量节点的应变传感器测量分别得到各个测量节点的微应变με1～μεn，根据步骤四...
【专利技术属性】
技术研发人员：耿彦超，王子渊，杨骏，温亮军，
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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