在通航条件影响评价‍船模试验中,首先需要设定航迹线,以便定量分析漂角、舵角、对岸航速等船舶航行参数。船舶航行时主要受到水流、水面坡降、波浪以及用舵等阻力。还要考虑水流流速和水面坡降两部分所形成的水流阻力和坡降阻力。

1、连续弯道水流表面流场的测量

采用由流场测量系统,流场实时测量系统是基于粒子图像测速技术技术中的粒子跟踪测速技术研制开发的大范围同步测速系统,其通过在流体中撒放粒子标记物,并记录下粒子运动过程中的图像,依靠图像处理和分析得到粒子在时间内的位移,从而计算出粒子的运动速度。而该粒子的运动速度则被用来代表模型水流的表面流速。使用该系统,可实现对大范围的恒定流或非恒定流试验表面流场的实时测量,快速方便地得到模型试验范围研究区域内的流场、断面流速分布以及单个或多个测点的流速矢量变化过程。

2、船模的测试技术

采用实时采集系统,该系统由一个或多个CCD摄像机、视频传输线、视频分配器、视频采集卡、舵角测量仪及一台或者多台配备了视频采集软件的计算机组成。可实时测量船模航行时的船位、操作舵角,同时当船位数据生成以后,系统自动进行船舶航行漂角、漂距、对岸航速等航行参数计算。

3、水位的测量

为了得到连续弯道水流的水深分布情况,研究河段的横比降和纵比降,试验中要采取水位测针来量测沿程水位,对弯道水体自由表面的位置进行测定。通过收集到的自然状态下的连续弯道的平面形态参数,将模型概化为不同的弯道组合。

对于受工程制约的强制性河弯来说,主流线的曲率半径近似等于河弯的曲率半径,通航条件影响评价‍与流量无关。只表面流场由表面流场测量系统测取,船模的航行姿态、舵角、漂角、对岸航速等由船模实时采集系统测取,水位由测针测量,对于弯道船舶航行路线和弯道船舶驾驶有很大指导作用。