一种适用于水下物探作业的低流噪声水鸟仿真模型的制作方法

[0001]
本实用新型涉及计算流体力学领域，尤其涉及一种适用于水下物探作业的低流噪声水鸟仿真模型。


背景技术：

[0002]
由于物探船特殊的工作性质，必须考虑噪声信号对其自身工作的干扰。水鸟与流体相对运动及流体自身的不规则运动所激起的流体内部应力和压力扰动在介质内传递从而产生流噪声，将会成为物探工作的干扰源。现有技术对水鸟的研究主要是如何降低水鸟工作时的阻力以及增加增减水鸟的工作性能，对于如何降低水鸟工作时的流噪声几乎没有。
[0003]
水鸟与流体相对运动及流体自身的不规则运动所激起的流体内部应力和压力扰动在介质内传递从而产生流噪声，将会成为物探工作的干扰源，因此需要了设计一种工作时产生较低流噪声的水鸟。


技术实现要素：

[0004]
根据现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种适用于水下物探作业的低流噪声水鸟仿真模型，包括第一水翼、第二水翼和筒体；
[0005]
所述第一水翼、所述第二水翼对称设置在所述筒体中间位置的两侧；
[0006]
所述筒体的内部设置有动力单元、平衡配置模块和控制单元；
[0007]
所述动力单元位于所述筒体内部的一侧，所述平衡配置模块位于所述筒体内部的另一侧；
[0008]
所述动力单元包括电机、传动轴、水翼旋转轴和连接组件；
[0009]
所述控制单元与所述电机一端电连接，所述电机另一端与所述传动轴相连接，所述传动轴与所述水翼旋转轴相连接；
[0010]
所述连接组件还分别与所述水翼旋转轴和所述电机相连接；
[0011]
所述水翼旋转轴穿过筒体与所述第一水翼、所述第二水翼固定连接。
[0012]
进一步的，还包括第一控制单元支架和第二控制单元支架；所述第一控制单元支架的两端固定在筒体的内部，所述第一控制单元支架的中间部分与所述控制单元相连接；所述第二控制单元支架的两端固定在筒体的内部，所述第二控制单元支架的中间部分与所述控制单元相连接。
[0013]
进一步地，所述动力单元还包括第一电机支架和第二电机支架；所述第一电机支架的两端固定在所述筒体的内部，所述第一电机支架的中间部分与所述电机相连接；所述第二电机支架的两端固定在所述筒体的内部，所述第二电机支架的中间部分与所述电机相连接。
[0014]
进一步地，所述连接组件包括第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮；所述第一圆锥齿轮和第二圆锥齿轮啮合连接。
[0015]
进一步地，所述第一水翼和所述第二水翼结构相同，所述第一水翼上表面向上凸起的最大弯度为5％。
[0016]
由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种适用于水下物探作业的低流噪声水鸟仿真模型，能够装置在物探组件中完成拖缆工作，对船载的海上地震拖缆进行定位，而且可以在勘探过程中对拖缆的深度、间距、水平位置，电缆姿态等进行控制和调整，能够湮没在海洋环境噪声中，不影响物探作业时发射和接收信号，能够搭载在物探船上完成改变拖缆在水中的深度的工作。
附图说明
[0017]
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]
图1为本实用新型模型图；
[0019]
图2为本实用新型刨面图；
[0020]
图3为本实用新型的控制单元模块图；
[0021]
图4水动力噪声声压曲线图。
[0022]
图中：1、第一水翼，2、第二水翼，3、筒体，4、动力单元，5、平衡配置模块，6、控制单元，7、电机，8、传动轴，9、水翼旋转轴，10、连接组件， 11、第一控制单元支架，12、第二控制单元支架，13、第一电机支架，14、第二电机支架，15、第一圆锥齿轮，16、第二圆锥齿轮。
具体实施方式
[0023]
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
[0024]
一种适用于水下物探作业的低流噪声水鸟仿真模型,其特征在于:包括包括第一水翼1、第二水翼2和筒体3；
[0025]
所述第一水翼1、所述第二水翼2对称设置在所述筒体3中间位置的两侧；
[0026]
所述筒体1的总长为3m，述第一水翼1、所述第二水翼2展开以后之间距离的最长长度为0.8m；
[0027]
进一步地，所述第一水翼1和所述第二水翼2结构相同，所述第一水翼1 上表面向上凸起的最大弯度为5％；
[0028]
最大弯度相对位置是第一水翼的最大弯度所在位置到前缘的距离与翼弦的比值；该模型第一水翼的最大弯度相对位置为51％；
[0029]
最大厚度相对位置是水翼的最大厚度所在位置到前缘的距离与翼弦的比值；该模型第一水翼的相对厚度为10％；
[0030]
所述筒体3的内部设置有动力单元4和平衡配置模块5；所述平衡配置模块 5采用铸铁；
[0031]
所述动力单元4位于所述筒体3内部的一侧，所述平衡配置模块5位于所述筒体3内部的另一侧；所述平衡配置模块5用以保证水鸟在水中运动时的正确姿态；
[0032]
所述动力单元4包括控制单元6、电机7、传动轴8、水翼旋转轴9和连接组件10；
[0033]
所述控制单元6与所述电机7一端电连接，所述电机7另一端与所述传动轴8相连接，所述传动轴8与所述水翼旋转轴9相连接；
[0034]
所述连接组件10还分别与所述水翼旋转轴9和所述电机7相连接；第一水翼1和第二水翼2可绕着水翼旋转轴9转动来提供水鸟上升、下潜以及水平移动的力；
[0035]
所述水翼旋转轴9穿过筒体3与所述第一水翼1、所述第二水翼2固定连接。
[0036]
所述筒体3具有一定密封性，有阻隔小型电机7工作噪声的作用。
[0037]
进一步地，所述动力单元4还包括第一控制单元支架11和第二控制单元支架12；所述第一控制单元支架11的两端固定在筒体3的内部，所述第一控制单元支架11的中间部分与所述控制单元6相连接；所述第二控制单元支架12的两端固定在筒体3的内部，所述第二控制单元支架12的中间部分与所述控制单元6相连接。
[0038]
进一步地，还包括第一电机支架13和第二电机支架14；所述第一电机支架 13的两端固定在所述筒体3的内部，所述第一电机支架13的中间部分与所述电机7相连接；所述第二电机支架14的两端固定在所述筒体3的内部，所述第二电机支架14的中间部分与所述电机7相连接。
[0039]
进一步地，所述连接组件10包括第一圆锥齿轮15和第二圆锥齿轮16；所述第一圆锥齿轮15和第二圆锥齿轮16啮合连接，第一圆锥齿轮15在小型电机 5驱动下旋转从而带动第二圆锥齿轮16旋转，使得水翼旋转轴9转动，实现对第一水翼1和第二的角度调节。
[0040]
图3为本实用新型的控制单元模块图，所述控制单元6包括电源模块、主控模块、存储模块、传感器和水翼控制模块；
[0041]
所述主控模块与所述存储模块、水翼控制模块和传感器相连接；
[0042]
所述传感器与所述存储模块相连接；
[0043]
所述存储模块与所述水翼控制模块相连接；
[0044]
所述电源模块分别与所述主控模块、存储模块、水翼控制模块和传感器相连接；
[0045]
在lms virtual lab中，对该模型进行网格划分，设置整个计算域为长方体，并设置好壁面条件，选取第一水翼1和筒体3轴上的点进行监测，得到水动力噪声声压曲线，如图4所示，其中噪声最大点处的水动力噪声声压最大不超过70db。而海洋环境中的背景噪声大多为90db左右，所以该实施例中的水鸟工作产生的流噪声不影响物探作业，可以搭载在物探船上。
[0046]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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