【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，特别涉及一种船舶螺旋桨脉动压力的无损可持续性间接测量方法，属于舰船测试。
技术介绍
1、螺旋桨脉动压力会引起船艉的激烈振动问题，早在上个世纪五十年代就引起了工程界的广泛关注。现如今，随着船舶吨位、航速及马力的增加，船艉振动问题也日益显现出来，已经到了不可避免需要解决的地步。在解决该问题时，首先面临的是螺旋桨脉动压力的测量问题，只有准确地确定螺旋桨脉动压力才能给出合理的船艉减振措施。
2、确定螺旋桨脉动压力的方法一般有三种：实船测试方法、经验公式估算、间接测试方法。其中，实船测试方法获得的数据最直观最准确，然而由于船舶已下水，出于安装工艺、操作安全性以及船体漏水风险考虑，在该阶段的船艉外板上打孔安装传感器不太现实。经验公式估算主要有中国船级社cb/z方法、holden法等，早期的理论计算方法主要还是根据大量积累的数据和经验公式进行计算。近几年来在螺旋桨空泡特性方面的研究己有一些进展，但由于螺旋桨周围的流场相当复杂，要严格解决螺旋桨激振力的理论计算难度较大。间接测量方法基于船体表面的力学参数，运用动载荷频域识别理论对螺旋桨脉动压力进行识别，这时未知的复杂分布动载荷识别就可以转化为简单的正交拟合系数的识别，只要结构实测的响应点数大于待识别的系数就能识别出各系数，就可以达到识别脉动压力的目的。显然，间接测量方法相比于实船测试和经验公式方法，适用于新造船和已造船，具备更高的安全性和更广泛的发展前景。
3、但是相关技术采用间接测量方法确定螺旋桨脉动压力，获得的脉动压力的
技术实现思路
1、本申请的技术目的：解决目前采用间接测量方法确定螺旋桨脉动压力，以提高脉动压力的精准度。
2、为实现上述技术目的，本申请采用以下技术方案。
3、第一方面，本申请实施例提供了一种船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，用于测量所述船舶螺旋桨的脉动压力，所述船舶螺旋桨的脉动压力测量方法包括以下步骤：
4、采集所述船舶预设目标响应点位置的振动响应数据；
5、调用预先构建的船舶有限元-统计能量混合模型；
6、基于所述船舶有限元-统计能量混合模型和所述振动响应数据，通过载荷反演过程得到所有所述目标响应点位置的脉动压力数值；
7、其中，所述预设目标响应点位置是基于船舶螺旋桨正上方船艉的设定区域内所有候选响应点的动力学响应，以及所有激励点到所述候选响应点的传递函数矩阵确定。
8、第二方面，本申请实施例提供了一种船舶螺旋桨的脉动压力测量装置，用于测量所述船舶螺旋桨的脉动压力，包括：
9、数据采集模块，所述采集模块被配置为采集所述船舶预设目标响应点位置的振动响应数据；
10、模型调用模块，所述模型调用模块被配置为调用预先构建的船舶有限元-统计能量混合模型；
11、数据反演模块，所述数据反演模块被配置为基于所述船舶有限元-统计能量混合模型和所述振动响应数据，通过载荷反演过程得到所有所述目标响应点位置的脉动压力数值；
12、其中，所述预设目标响应点位置是基于船舶螺旋桨正上方船艉的设定区域内所有候选响应点的动力学响应，以及所有激励点到所述候选响应点的传递函数矩阵确定。
13、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行可实现如第一方面任一可能的实施方式提供的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法。
14、与现有技术相比，本申请实施例提供的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，采集船舶预设目标响应点位置的振动响应数据；基于预先构建的船舶有限元-统计能量混合模型，基于实测获得的船舶结构的振动响应，利用载荷反演过程可以得到所有目标响应点位置的脉动压力数值；其中预设目标响应点位置是基于船舶螺旋桨正上方船艉的设定区域内所有候选响应点的动力学响应，以及所有激励点到候选响应点的传递函数矩阵确定。通过选择船舶正上方船艉区域内的候选响应点，可以尽可能覆盖整个船舶螺旋桨叶片的振动情况；考虑了激励点到候选响应点的传递函数矩阵；这种耦合响应分析可以更好地反映船舶螺旋桨结构的动态特性和激励传递过程，从而提高脉动压力测量的准确性和可靠性；预先构建的船舶有限元-统计能量混合模型结合了有限元分析和统计能量方法，可以更准确地描述船舶结构的动态响应特性；本申请实施例使用物理模型和实测数据相结合，通过反演脉动压力分布，从而提高了测量结果的准确度。
15、与现有技术相比，本申请实施例提供的船舶螺旋桨的脉动压力测量装置，利用数据采集模块采集船舶预设目标响应点位置的振动响应数据；利用模型调用模块调用预先构建的船舶有限元-统计能量混合模型，基于实测获得的船舶结构的振动响应，利用数据反演模块执行载荷反演过程可以得到艉部所有目标响应点位置的脉动压力数值，其中预设目标响应点位置是基于船舶螺旋桨正上方船艉的设定区域内所有候选响应点的动力学响应，以及所有激励点到候选响应点的传递函数矩阵确定。通过选择船舶正上方船艉区域内的候选响应点，可以尽可能覆盖整个船舶螺旋桨叶片的振动情况；考虑了激励点到候选响应点的传递函数矩阵；这种耦合响应分析可以更好地反映船舶螺旋桨结构的动态特性和激励传递过程，从而提高脉动压力测量的准确性和可靠性；预先构建的船舶有限元-统计能量混合模型结合了有限元分析和统计能量方法，可以更准确地描述船舶结构的动态响应特性；本申请实施例使用物理模型和实测数据相结合，通过反演脉动压力分布，从而提高了测量结果的准确度。
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1.一种船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，用于测量所述船舶螺旋桨的脉动压力，所述船舶螺旋桨的脉动压力测量方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，确定所述预设目标响应点位置，包括：
3.根据权利要求2所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，所述设定区域为边长为所述船舶螺旋桨的直径的正方形区域。
4.根据权利要求2所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，所述脉动压力测量方法还包括预先构建船舶有限元-统计能量混合模型，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，建立所述船体艉部加筋板结构在全频段的传递函数，包括：在低频使用有限元法建立流固耦合系统的有限元方程，在中频、高频使用统计能量法确定传递函数。
7.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，所述：基于所述船舶有限元-统计能量混合模型和所述振动响应数据，通过载荷反演
8.根据权利要求7所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，所述脉动压力测量方法还包括：若在做乘积过程中遇到矩阵病态问题，则采用Tikhonov正则化方法修正矩阵病态问题，并获得所述船舶螺旋桨正上方设定区域内所有目标响应点的脉动压力矩阵F，包括：
9.一种船舶螺旋桨的脉动压力测量装置，其特征在于，用于测量所述船舶螺旋桨的脉动压力，包括：
10.根据权利要求9所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量装置，其特征在于，所述船舶螺旋桨的脉动压力测量装置还包括：
11.根据权利要求9所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量装置，其特征在于，所述船舶螺旋桨的脉动压力测量装置还包括：
12.一种计算机可读介质，其特征是，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行可实现如以上的权利要求1～8中任一所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，用于测量所述船舶螺旋桨的脉动压力，所述船舶螺旋桨的脉动压力测量方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，确定所述预设目标响应点位置，包括：
3.根据权利要求2所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，所述设定区域为边长为所述船舶螺旋桨的直径的正方形区域。
4.根据权利要求2所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，所述脉动压力测量方法还包括预先构建船舶有限元-统计能量混合模型，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方法，其特征在于，建立所述船体艉部加筋板结构在全频段的传递函数，包括：在低频使用有限元法建立流固耦合系统的有限元方程，在中频、高频使用统计能量法确定传递函数。
7.根据权利要求1所述的船舶螺旋桨的脉动压力测量方...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶林昌，张栋，刘赟，王慰慈，张淼，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：
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