一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，涉及研究流‑腔系统技术领域，测试装置包括开口腔体结构、腔口档板、联动滑板和组合联动螺杆，两个腔口档板固定在开口腔体结构的开口上，且两个腔口档板之间留有腔口，联动滑板设置在其中一个腔口档板上，且联动滑板的外表面与另一个腔口档板的外表面齐平，组合联动螺杆设置在开口腔体结构内，组合联动螺杆的第一端连接联动滑板，第二端伸出开口腔体结构的侧壁，通过移动组合联动螺杆的第二端从而移动联动滑板，用于改变腔口尺度。实现了对流体动力剪切层自持振荡频率的调节，腔口尺度调节到位即可进行试验观测，避免对试验设施控制系统的调节，节约一定的工作时间及能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置
本技术涉及研究流-腔系统
，尤其是一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置。
技术介绍
飞机、潜艇等空中或水中航行的各类航行体，由于航行姿态、结构及外形设计的需求，在航行体的表面开设了数量繁多、样式各异的大小开口，如水下航行体流水孔、飞机发动机排气口等一般分布在航行体的艏、舯、艉等多处部位。流体介质流经航行体的外表面会形成边界层，边界层由层流经转捩后发展为湍流，湍流边界层流经空腔时会在导边脱出不稳定的剪切层流，剪切层流横跨腔口，撞击腔口随边，产生等效声源，其声波回传至导边会加强剪切层的扰动性，剪切层的扰动与来自随边的声反馈形成封闭的反馈环，在一定条件下，形成剪切层自持振荡即流体动力振荡。流体动力剪切层自持振荡与腔内声介质的某阶驻波共振的固有频率接近或相等时，就会在一定频率范围内共存两种机理引起的流-腔系统耦合共振，这种耦合共振辐射强噪声，且增加流动阻力，容易引起结构振动和疲劳，从而造成危害。2015年《船舶力学》第11期报道了俞孟萨等人归纳梳理了腔口剪切振荡及其与空腔声场耦合共振和声辐射的机理及特征和国内外的研究现状。另外，中国专利CN106015202B专利技术了用于抑制水下空腔流激振荡线谱噪声的装置，利用脉冲射流产生的漩涡与剪切层的相互作用，破坏剪切层的自持振荡，从而实现对流激线谱噪声的抑制。国内开展试验时普遍采用固定模型腔口尺度，改变试验设施来流速度以实现对流体动力剪切层自持振荡频率的调节，然而调节来流速度后控制系统需要等待一段系统稳定时间，待试验设施流场参数平稳后方可进行试验观测，因此试验效率较低，而且能耗较高。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置。本申请通过移动组合联动螺杆的第二端从而移动联动滑板，用于改变腔口尺度，实现了对流体动力剪切层自持振荡频率的调节，腔口尺度调节到位即可进行试验观测，避免对试验设施控制系统的调节，节约一定的工作时间及能耗。本技术的技术方案如下：一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，测试装置包括开口腔体结构、腔口档板、联动滑板和组合联动螺杆，两个腔口档板固定在开口腔体结构的开口上，且两个腔口档板之间留有腔口，联动滑板设置在其中一个腔口档板上，且联动滑板的外表面与另一个腔口档板的外表面齐平，组合联动螺杆设置在开口腔体结构内，组合联动螺杆的第一端连接联动滑板，第二端伸出开口腔体结构的侧壁，通过移动组合联动螺杆的第二端从而移动联动滑板，用于改变腔口尺度。其进一步的技术方案为，组合联动螺杆包括水平控制螺杆和垂直螺杆，垂直螺杆的第一端连接联动滑板，垂直螺杆的第二端垂直设置在水平控制螺杆的第一端，水平控制螺杆的第二端水平伸出开口腔体结构的侧壁。其进一步的技术方案为，水平控制螺杆和垂直螺杆通过配合螺杆转接，垂直螺杆的第二端垂直设置在配合螺杆的第一端，配合螺杆的第二端水平连接水平控制螺杆的第一端。其进一步的技术方案为，水平控制螺杆通过转接法兰和紧固螺栓设置在开口腔体结构的侧壁，通过转接法兰和紧固螺栓以调节和定位水平控制螺杆的位置。其进一步的技术方案为，根据流体方向，在位于流体上游位置的另一个腔口档板或者联动滑板上安装滑块导流板，滑块导流板为流线型结构，起到导流、优化流场稳定性以及降低噪声的作用。其进一步的技术方案为，联动滑板的水平长度至少与腔口尺寸相同。其进一步的技术方案为，测试装置安装在风洞或水洞的试验段上。本技术的有益技术效果是：使用本申请的测试装置进行试验时，直接将测试装置安装在风洞或水洞的试验段上，在保证来流速度不变时，通过在腔口处设置联动滑板，在开口腔体结构的侧壁处通过移动组合联动螺杆从而带动联动滑板在腔口处移动，以此改变腔口尺度，从而实现对流体动力剪切层自持振荡频率的调节，腔口尺度调节到位即可进行试验观测，可避免对试验设施控制系统的调节，节约一定的工作时间及能耗，也便于开展遍历腔口尺度全程的研究，有利于实现对耦合-脱离耦合-耦合强弱交替变化现象的观测。采用操作便捷的试验手段，针对发生耦合共振时的腔口尺度进行细化分析，实现对流-腔系统的流体动力剪切层振荡与腔内声介质驻波耦合共振特征的规律性研究，为流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振提供机理试验依据。附图说明图1是本申请提供的测试装置的结构框图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步说明。本申请提供了一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，其结构框图如图1所示，本申请的测试装置可以安装在风洞或水洞的试验段上，风洞或水洞为飞行器或水下航行器开展机理实验研究的试验场所，是测试装置的可应用场所。测试装置包括开口腔体结构1、腔口档板2、联动滑板3和组合联动螺杆，两个腔口档板2固定在开口腔体结构1的开口上，且两个腔口档板2之间留有腔口，联动滑板3设置在其中一个腔口档板2上，且联动滑板3的外表面与另一个腔口档板2的外表面齐平，其中联动滑板3的水平长度至少与腔口尺寸相同。组合联动螺杆设置在开口腔体结构1内，组合联动螺杆的第一端连接联动滑板3，第二端伸出开口腔体结构1的侧壁，通过移动组合联动螺杆的第二端从而移动联动滑板3，用于改变腔口尺度。可选的，开口腔体结构1可以根据应用流体介质环境采用金属、有机玻璃或木料进行加工制造。可选的，组合联动螺杆包括水平控制螺杆4和垂直螺杆5，垂直螺杆5的第一端连接联动滑板3，垂直螺杆5的第二端垂直设置在水平控制螺杆4的第一端，水平控制螺杆4的第二端水平伸出开口腔体结构1的侧壁。可选的，水平控制螺杆4和垂直螺杆5通过配合螺杆6转接，垂直螺杆5的第二端垂直设置在配合螺杆6的第一端，配合螺杆6的第二端水平连接水平控制螺杆4的第一端。可选的，水平控制螺杆4通过转接法兰7和紧固螺栓8设置在开口腔体结构1的侧壁，通过转接法兰7和紧固螺栓8以调节和定位水平控制螺杆4的位置。根据流体方向，在位于流体上游位置的另一个腔口档板2或者联动滑板3上安装滑块导流板9，滑块导流板9为流线型结构，起到导流、优化流场稳定性以及降低噪声的作用。比如，如图1所示，箭头方向为流体方向，联动滑板3处于流体上游位置，因此在联动滑板3上安装滑块导流板9。测试装置的设计原理为：根据流-腔系统的流体动力剪切层自持振荡与腔内声介质驻波耦合共振的机理，设计系统稳定、操作便捷、结构简单且节约工作时间和能耗的测试装置。考虑腔深固定时，腔内声介质驻波共振频率几乎不变，流体动力剪切层自持振荡频率主要受来流速度和腔口尺度影响，随来流速度近似呈正比变化，随腔口尺度近似呈反比变化。试验观测前需先将联动滑板3移动至封闭整个腔口的状态，记录下对应流速的背景噪声，以作为试验观测分析数据时参考。在一定来流速度下，连续移动水平控制螺杆4，逐渐增加/减小腔口尺度，观测流体动力剪切层自持振荡与腔内声介质驻波共振的耦合-脱离耦合-耦合现象，详本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，其特征在于，所述测试装置包括开口腔体结构、腔口档板、联动滑板和组合联动螺杆，两个所述腔口档板固定在所述开口腔体结构的开口上，且两个所述腔口档板之间留有腔口，所述联动滑板设置在其中一个所述腔口档板上，且所述联动滑板的外表面与另一个所述腔口档板的外表面齐平，所述组合联动螺杆设置在所述开口腔体结构内，所述组合联动螺杆的第一端连接所述联动滑板，第二端伸出所述开口腔体结构的侧壁，通过移动所述组合联动螺杆的第二端从而移动所述联动滑板，用于改变腔口尺度。/n

【技术特征摘要】
1.一种流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，其特征在于，所述测试装置包括开口腔体结构、腔口档板、联动滑板和组合联动螺杆，两个所述腔口档板固定在所述开口腔体结构的开口上，且两个所述腔口档板之间留有腔口，所述联动滑板设置在其中一个所述腔口档板上，且所述联动滑板的外表面与另一个所述腔口档板的外表面齐平，所述组合联动螺杆设置在所述开口腔体结构内，所述组合联动螺杆的第一端连接所述联动滑板，第二端伸出所述开口腔体结构的侧壁，通过移动所述组合联动螺杆的第二端从而移动所述联动滑板，用于改变腔口尺度。


2.根据权利要求1所述的流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，其特征在于，所述组合联动螺杆包括水平控制螺杆和垂直螺杆，所述垂直螺杆的第一端连接所述联动滑板，所述垂直螺杆的第二端垂直设置在所述水平控制螺杆的第一端，所述水平控制螺杆的第二端水平伸出所述开口腔体结构的侧壁。


3.根据权利要求2所述的流体动力振荡与腔内声介质驻波耦合共振测试装置，其特征在于，所述水平控制螺杆和所述垂...

【专利技术属性】
技术研发人员：高岩，胡东森，吕世金，张占阳，沈琪，刘进，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：新型
国别省市：江苏;32