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螺旋桨空泡观测的高速摄影技术研究

张传鸿  陆林章  陆芳  
【摘要】:船舶螺旋桨空化不仅会使螺旋桨存在空蚀的风险,而且发生空泡效应时螺旋桨诱导的船体表面脉动压力将高于无空化的情况,引起船尾振动,增大船尾的噪声水平,影响隐身性能,因此对螺旋桨空泡进行观察具有极其重要的意义。本研究是在中国船舶科学研究中心的大型循环水槽中,解决了光源和光折射等问题,利用高速摄影技术对螺旋桨空泡形态进行观测,螺旋桨模型的转速为28rps,相机采样率为5000fps,螺旋桨每旋转2°获得一张图片,可以清晰得到螺旋桨空泡形态的时间演化过程,分析螺旋桨是否存在空蚀的风险,这是采用常规的频闪仪观测不到的。根据高速相机的特性,如果以牺牲像素为代价,相机最高采样率可以达到每秒上万帧,可以得到更详细的空泡演化过程,这为分析螺旋桨空化机理等研究提供重要的技术支撑。

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