旋臂水池

基本介紹

• 中文名：旋臂水池
• 外文名：rotating arm basin

介紹

水動力學實驗的一種設備，可用來試驗測定模型作圓周運動時的水動力特性。水池呈圓形或長方形，水池的中央島或水池中間某立柱處有一懸臂裝置，因而得名。模型裝在距懸臂轉軸中心為R的懸臂位置上(見圖)。使模型縱軸與半徑為R的圓周切線方向的夾角為β,同時還可變動舵面與模型縱軸之間的角度δ；β和δ分別稱為漂角和舵角。

試驗

試驗時,懸臂以一定的角速度ω運動,強迫模型按一定迴轉半徑、一定的漂角和舵角作定常迴轉運動。通過測力裝置測定縱向力X、側向力Y、力矩Μ的值，從中扣去機械裝置的離心力後，即可由回歸分析求得船舶在定常迴轉時各種與ω有關的力和力矩的線性和非線性導數。這些導數是求解操縱運動方程式所需要的。

美國史蒂文森工學院戴維森實驗室和法國海軍實驗所在20世紀40年代最先建成帶旋臂試驗裝置的圓形水池。從50年代起，美、英、中、蘇等國先後建成不同直徑的圓形旋臂水池，最大直徑約80米。中國1968年於無錫建成一座直徑48米、水深4.5米的旋臂水池。

這種裝置雖然一次試驗只能測得模型在某一平面中運動時的定常水動力,但只要把模型沿縱軸滾轉90°,就能測得在另一平面中運動時的定常水動力。因此，只需進行兩次試驗就能測得模型在水平面和垂直面中作 6個自由度運動時的定常水動力。這種裝置可以廣泛用於水面船舶和各種潛水體（如潛艇、魚雷、水下發射的飛彈等）的水動力研究。旋臂水池的優點是能夠較精確地測定水中運動物體全部與ω有關的力和力矩的線性和非線性導數。