本發(fā)明涉及船舶減阻，尤其涉及一種船舶氣泡減阻檢測裝置及船舶。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代世界面臨著愈來愈嚴重的能源緊缺和環(huán)境污染問題。船舶行業(yè)需要科學經(jīng)濟的方式實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。提高船舶經(jīng)濟性的最主要途徑之一便是船舶減阻?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了減少船舶航行中的阻力，會在船體底部加裝氣泡減阻裝置，在船舶航行時在船體表面生成一定微小體積的氣泡，大量的氣泡在船體底部聚集形成氣液兩相流，從而減小船體周圍水的密度、黏性及湍流流動結(jié)構(gòu)，進而達到減阻的目的。

2、傳統(tǒng)的氣泡減阻裝置僅能控制氣泡的發(fā)生和釋放，由于船體中后段近壁氣泡存在顯著擴散的問題，繼而引起近壁減阻效果急劇下降。傳統(tǒng)的測試技術(shù)，無法實時監(jiān)測氣泡的分布及船體底部氣泡流，并且在采集流場信息時氣泡減阻裝置會對流場造成干擾，導致減阻和檢測的效果不佳。

3、因此，亟需一種船舶氣泡減阻檢測裝置及船舶，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的在于：提供一種船舶氣泡減阻檢測裝置，能夠在不擾亂待測流場的前提下采集并分析瞬態(tài)的全流場流動特性，更加準確全面地捕捉監(jiān)測船體底部氣液兩相流的流動。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、提供一種船舶氣泡減阻檢測裝置，包括：

4、氣泡發(fā)生單元，所述氣泡發(fā)生單元固定于船體的底部，所述氣泡發(fā)生單元能夠產(chǎn)生氣泡，所述氣泡能夠附著在所述船體的底部，形成氣泡附著區(qū)域；

5、光源發(fā)射單元，所述光源發(fā)射單元設置在所述船體的底部，所述光源發(fā)射單元向所述船體的底部發(fā)射光線并照亮所述氣泡附著區(qū)域；

6、檢測單元，所述檢測單元設置于所述船體底部，能夠采集和分析所述氣泡附著區(qū)域中所述氣泡流動情況的圖像。

7、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述檢測單元包括圖像采集器，所述圖像采集器能夠采集所述氣泡附著區(qū)域的圖像。

8、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述檢測單元還包括圖像分析器，所述圖像分析器與所述圖像采集器信號連接，用于接收所述圖像采集器采集的圖像。

9、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述氣泡發(fā)生單元包括空氣壓縮機，所述空氣壓縮機設置于所述船體內(nèi)，所述空氣壓縮機用于制造所述氣泡。

10、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述氣泡發(fā)生單元還包括氣泡布撒機構(gòu)，所述氣泡布撒機構(gòu)安裝于所述船體的底壁上，所述空氣壓縮機和所述氣泡布撒機構(gòu)連通。

11、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述氣泡發(fā)生單元還包括氣壓控制器，所述氣壓控制器連通于所述空氣壓縮機和所述氣泡布撒機構(gòu)之間。

12、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述光源發(fā)射單元包括激光器，所述激光器安裝于所述船體的底部，所述激光器能夠向所述氣泡附著區(qū)域發(fā)射激光。

13、作為船舶氣泡減阻檢測裝置的一種可選方案，所述光源發(fā)射單元還包括光源反射器，所述激光器能夠向所述光源反射器發(fā)射激光，所述光源反射器能夠?qū)⑺黾す夥瓷涞剿鰵馀莞街鴧^(qū)域。

14、本發(fā)明的另一個目的在于：提供一種船舶，能夠?qū)崟r監(jiān)測運行中船底的減阻氣泡，更加準確全面地捕捉監(jiān)測船體底部氣液兩相流的流動。

15、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

16、提供一種船舶，包括船體和上述的船舶氣泡減阻檢測裝置，所述船舶氣泡減阻檢測裝置設置于所述船體底部。

17、作為船舶的一種可選方案，所述船舶包括多個所述船舶氣泡減阻檢測裝置，多個所述船舶氣泡減阻檢測裝置沿所述船舶前進的方向排布于所述船體的底部。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、本發(fā)明提供了一種船舶氣泡減阻檢測裝置，在船體底部布置氣泡發(fā)生單元，產(chǎn)生的氣泡聚集附著在船體底部形成氣液兩相流，從而減小船體周圍水的密度、黏性及湍流流動結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)減小船體前進過程中阻力的效果。應用光源發(fā)射單元產(chǎn)生光束，該光束照射到氣泡附著區(qū)域上，應用檢測單元實時捕捉船底氣泡附著區(qū)域上氣泡的分布圖像，經(jīng)過圖像分析得到船體底部流場流動特性，實現(xiàn)對船體底部流暢的實時監(jiān)測。該船舶氣泡減阻檢測裝置能夠在不影響船體底部流場的情況下，減小船舶前進時的阻力，保證減小阻力的效果，降低船體運行的能耗，并且能夠?qū)崟r監(jiān)測船體底部流場的流動狀況，具有良好的學術(shù)意義和實際工程意義。

20、本發(fā)明還提供了一種船舶，包括船體和上述的船舶氣泡減阻檢測裝置，船舶氣泡減阻檢測裝置安裝于船體的底部，能夠減小船舶前進時的阻力，實時監(jiān)測船體底部流場的流動狀況，有利于降低船舶駕駛成本。

技術(shù)特征：

1.一種船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述檢測單元包括圖像采集器(3)，所述圖像采集器(3)能夠采集所述氣泡附著區(qū)域(110)的圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述檢測單元還包括圖像分析器，所述圖像分析器與所述圖像采集器(3)信號連接，用于接收所述圖像采集器(3)采集的圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述氣泡發(fā)生單元(1)包括空氣壓縮機(11)，所述空氣壓縮機(11)設置于所述船體(100)內(nèi)，所述空氣壓縮機(11)用于制造所述氣泡。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述氣泡發(fā)生單元(1)還包括氣泡布撒機構(gòu)(12)，所述氣泡布撒機構(gòu)(12)安裝于所述船體(100)的底壁上，所述空氣壓縮機(11)和所述氣泡布撒機構(gòu)(12)連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述氣泡發(fā)生單元(1)還包括氣壓控制器(13)，所述氣壓控制器(13)連通于所述空氣壓縮機(11)和所述氣泡布撒機構(gòu)(12)之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述光源發(fā)射單元(2)包括激光器(21)，所述激光器(21)安裝于所述船體(100)的底部，所述激光器(21)能夠向所述氣泡附著區(qū)域(110)發(fā)射激光。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，其特征在于，所述光源發(fā)射單元(2)還包括光源反射器(22)，所述激光器(21)能夠向所述光源反射器(22)發(fā)射激光，所述光源反射器(22)能夠?qū)⑺黾す夥瓷涞剿鰵馀莞街鴧^(qū)域(110)。

9.一種船舶，其特征在于，包括船體(100)和權(quán)利要求1-8任一項所述的船舶氣泡減阻檢測裝置，所述船舶氣泡減阻檢測裝置設置于所述船體(100)底部。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船舶，其特征在于，所述船舶設置多個所述船舶氣泡減阻檢測裝置，多個所述船舶氣泡減阻檢測裝置沿所述船舶前進的方向排布于所述船體(100)的底部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于船舶減阻技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種船舶氣泡減阻檢測裝置及船舶。船舶氣泡減阻檢測裝置包括氣泡發(fā)生單元、光源發(fā)射單元和檢測單元，氣泡發(fā)生單元固定于船體的底部，氣泡發(fā)生單元能夠產(chǎn)生氣泡，氣泡能夠附著在船體的底部，形成氣泡附著區(qū)域。光源發(fā)射單元設置在船體的底部，光源發(fā)射單元向船體的底部發(fā)射光線并照亮氣泡附著區(qū)域。檢測單元設置于船體底部，能夠采集和分析氣泡附著區(qū)域中氣泡流動情況的圖像。該船舶氣泡減阻檢測裝置能夠在不影響船體底部流場的情況下，減小船舶前進時的阻力，降低船體運行的能耗，并且能夠?qū)崟r監(jiān)測船體底部流場的流動狀況，具有良好的學術(shù)意義和實際工程意義。

技術(shù)研發(fā)人員：徐菁菁,劉鵬,孫海素,陸琛亮
受保護的技術(shù)使用者：上海船舶研究設計院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23