佛罗里达理工团队在开放水域测试海军舰艇模型

佛罗里达理工团队在开放水域测试海军舰艇模型。该研究由入选NAVSEA的教授指导,旨在验证河流数据有效性,并通过3D打印模块化船体隔离变量,为未来设计奠定基础。

佛罗里达理工学院团队利用开放水域测试新方法设计海军舰艇

汉萨克和他的学生正在测试的船体使用传感器记录船只在水中如何移动,以为未来设计测试奠定基础。(图片来源:美国佛罗里达州理工学院)

传感器记录船体水中移动

在印第安河(Indian River Lagoon)上,一艘由遥控操作的小型模型船正引起围观者的注意。这并非普通的娱乐活动,而是美国佛罗里达州理工学院(Florida Institute of Technology)海洋工程助理教授 Travis Hunsucker 及其团队正在进行的海军舰艇规模模型设计与测试工作。

Hunsucker 于今年早些时候被选为美国海军海上系统司令部(NAVSEA)仅有的九名教授之一。他的研究不仅具有学术价值,更旨在为学生提供一个超越课堂理论的环境,培养能够设计各类船只的工程人才。

从实验室到实战:STEM 就业计划衔接

作为海军 STEM 学生就业计划的一部分,三名佛罗里达理工学院的海洋工程高年级学生——Brianna Ellis、Zoey Shepard 和 Collin Morr,在这个夏天进入了海军地表战争中心卡德罗克分部(NSWCCD Carderock)。他们与领域内的专业人士合作,为其高级设计项目开发船体,工作内容与 Hunsucker 指导的项目高度相似。

Brianna Ellis 表示:“实际设计、建造、测试并看到我们的成果,这是一次非常酷的经历。能够在他们的特殊设施中工作,这是大多数学生无法获得的机会。”

该计划与传统实习不同,学生在毕业前即被雇佣为海军平民成员。这种模式允许海军根据未来全职工作的需求,提前塑造学生的技能体系。Zoey Shepard 提到,她从大二开始就在卡德罗克部门从事 NAVSEA 实习,通过职业博览会结识了上司,这一经历极大地补充了她的校园学习。

开放水域测试验证数据有效性

暑期结束后,学生们返回墨尔本校区,继续在 Hunsucker 的水力机械和海军建筑实验室磨练设计技巧。在卡德罗克分部,测试通常在大型且昂贵的拖曳水池中进行;而在佛罗里达理工学院,团队将测试场景转移到了现场环境。

研究小组试图证明在印第安河湖中测试模型船体能提供有效数据。目前,他们使用一个“基准”船体进行对比测试,该船体已在其他多个设施中经过验证。一旦确认河流数据的可靠性,创新流程随即启动。

团队计划设计并 3D 打印新的船体,测试其水动力特性,并将数据分享给海军。为了确保实验的可控性,每个新船体设计都将使用相同的传感器和电机配置,从而隔离出船体形状这一单一变量。

Hunsucker 解释了一种模块化测试方法:“我们正在建造一艘海军驱逐舰模型,我们可以拆除其前三分之一部分。这种模块化系统使得研究人员能够单独评估改变该特定部分对整体性能的影响。”

在印第安河湖等开放水域测试这些 3D 打印模型是一种新颖的方法。Hunsucker 指出:“我们的目标是开发一种能够测试多种船体形状的工艺,以了解船体变化对阻力的影响,以及其对海上运行性能的具体作用。”

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