伴流测量

伴流测量（wake measurement，wake survey）是一种测量船模后螺旋桨盘面处各点伴流速度的测试技术。其定义：利用毕托管或伴流仪测定船体桨盘面处伴流的大小、方向及其分布情况。

伴流测量简介

伴流测量（wake measurement）是测量船模后螺旋桨盘面处各点伴流速度的测试技术。伴流不均匀性是产生不稳定空泡以及引起船尾螺旋桨剥蚀、噪声和振动的重要原因。了解船尾伴流的分布特征，有助于螺旋桨以及与之相匹配的船尾线型、附体形式等的设计与改进。在拖曳水池中测量伴流场，一般用安装在拖车上的五孔皮托管测量船后螺旋桨盘面处各点的压差，经过换算可求得三维(轴向、周向和径向)伴流速度分量；如用三孔皮托管，能测得二维分量；用单孔皮托管只能测得轴向伴流。试验时，在同一拖曳速度下船后螺旋桨盘面处若干同心圆上，沿一定角度间隔依次记录试验结果。在空泡试验水筒或循环水槽中试验时，可用激光测速仪直接测量船后螺旋桨盘面处各点的伴流速度。该仪器也可用于拖曳水池之中。

伴流测量船舶三向伴流测量方法与试验研究

伴流测量研究概述

船舶螺旋桨伴流对于提高船舶的快速、振动等性能有着直接的影响，随着近年船舶向着高速化、静音化方向发展，全面详细地研究船尾伴流分布情况对于船舶设计具有重要的意义。船舶伴流试验已是新船型设计过程中一项基本的试验，用以设计螺旋桨，研究船舶振动噪声。

该研究针对某一双桨双舵型船展开了伴流试验测量研究，同时借此试验总结，探讨伴流试验中一些如，测量方法（Kv－Kh）偏差、毕托管探头大小选择、试验注意事项等和伴流试验测量的相关技术。试验中采用六管五孔毕托耙作为试验测量设备，给出了具体的Kv－Kh试验测量方法，提出了改进的毕托耙设计组合方案，以提高效率减小出错几率；最后通过试验测量，进行数据处理，得到了整个桨盘上轴向、径向及切向的伴流分布情况，并展开分析与总结。通过该项伴流试验研究，发现了一些和船舶伴流相关的现象，同时探讨了Kv－Kh测量方法的方法偏差，给出了一些规律性结论。

伴流测量毕托管测量原理与方法

对于5孔毕托管，根据理想流体力学相关原理，各孔压力之间有如下对应关系。

式中：α_h，α_v为各孔偏离中心线的角度，是定值；β_h，β_v为来流的角度；V_h，V_v来流在水平面xoy 和垂直面xoz 上的投影速度。这6个系数仅同来流的角度和速度相关，且水平向和垂向系数互不干扰，这6个系数即毕托管的标定系数曲线，利用其根据5个孔的压力即可解算出三向伴流速度的大小。

由于流体粘性影响、探头加工误差，以上关系并不严格成立。对于每一根毕托管，需要进行标定性测量，以得到准确的各个系数与角度之间的标定系数曲线，最终用这些标定曲线进行伴流试验测量。由式

（1）、式

（2）确定水平及垂直来流角度，而后由式

（3）、式

（4）确定水平向速度分量V_h，式

（5）、式

（6）确定垂向速度V_v，最终该毕托管在o－xyz坐标系下的三向流速为：

对于螺旋桨的三向伴流系数，通常在柱坐标系下进行表示，轴向、径向及切向伴流系数定义为

式中：V₀为船模拖曳速度；V_x，V_r，V_t为桨盘柱坐标系下的三向伴流速度；V_r和式

（7）中的V_z对应，V_t和V_y对应，正负号需要根据具体柱坐标定义调整。