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当一艘新舰设计图纸出来后,为什么一定要按实物原型按比例做一具模型?它意味着什么?
来源:www.ascsdubai.com    时间:2021-11-20 10:20    点击:134   编辑:admin

简单点说,这些舰艇模型是用来做试验以获得流体力学、舰艇线型等各种数据,建立数据库和数学模型;通过试验获得数据,去验证技术可行性和先进性。说句实话,舰艇模型是小,给模型做试验的设施和装备才是高技术含量和大问题,比如说试验水池、风洞等等。

一般情况下,当一型新舰艇设计出来后,要按比例制作实物模型,然后拿去试验水池做试验,以进行水动力试验,这不仅仅是军用舰艇(水面战舰和潜艇)如此,大型民用船舶也如此。比方说,大家经常听到的“马士基Triple-e”型集装箱船在设计完毕之后,也进行了船模拖曳水池试验,以验证设计的合理性。

这里你就需要了解船模试验水池的意义和分类,就此也就能明白船模是在这里干什么。船模试验水池大致可以分为“耐波性水池和风浪水池”,用来研究研究舰艇的耐波性,这个时候就是将船舶模型置于装备“造波机”的耐波性水池中,模拟海洋波浪情况,验证船体的耐波性能。“造波机”见下面动图:

还有比较常见的拖曳水池是主要用来研究船舶的快速性和阻力试验,在拖曳水池中进行阻力试验时,由拖车拖动船舶模型运行,而流体相对不动,以验证船模相对于流体做相对运动时的作用力;此外阻力试验也可以在循环水池中进行,此时流体运动而船模不动。

除了上述船模试验,还有旋臂水池、回转水池等用来验证船舶模型的操纵性,此时的船模不再是用拖车拖动的无动力模型,而是需要具备航行能力的自航船模。另有研究空泡性和尾流的空泡试验水筒及其他特殊研究用的消声水池、出入水水池等。

所以说船舶模型的主要作用就是用来做试验,获取数据,建立数据库和数学模型,开发方程式,验证设计合理性用的。每一型船模水池试验留下的数据都是未来新设计舰船的宝贵经验参数,而船模试验的结果则决定你本次设计是否合理和具备可行性。所以船模不起眼,但是其搭配各种实验设备、传感器、试验设施进行试验的背后,则隐藏着巨大的科学技术鸿沟。比方说,现在世界上规模最大、最先进的船舶研究、工程验证、建模测试设施仍然是美国的David Taylor船模水池(泰勒水池),见下图:

该船模试验中心的开发建造以及获取的经验数据和以此建立的各种数学模型、方程式等,时至今日仍然在世界各国舰艇设计中得到应用,比方说下面一篇研究潜艇大机动论文在数学建模时,仍然要以美国泰勒水池开发的数学方程为基础:

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