随着海洋战略成为我国重要发展战略,海上航行体的节能研究成为热点。航行体在水中主要受到三种阻力:压差阻力、兴波阻力和摩擦阻力。而其中摩擦阻力占有很大比例。平板作为水下航行体的基本组成单元,设计一种适用较大实验平板在水槽、水池或河流等实际工况中的阻力测量实验装置,具有十分重要的理论和实际意义。根据设计需求,在国内外流阻测试装置和测量方法研究的基础上,进行了水下平板阻力测量实验装置的结构设计与测试原理设计,并在加工装配后对实验装置进行校核及标定实验。主要研究工作如下:(1)设计搭建了一种水下平板阻力测量实验装置。根据实验装置设计需求,提出实验装置测试原理及总体方案,确定实验装置具体结构尺寸及设计,并对实验装置进行三维建模、二维装配图及零件图的绘制,完成对所设计实验装置的生产加工及装配。所设计搭建的实验装置装拆方便,可实现对水下平板表面阻力特性测量。(2)对所设计搭建的实验装置进行了相关性能测试。对实验装置测试系统和传感器精度进行校核,剔除测试系统误差;对实验装置水平状态摩擦阻力进行测量,验证滑动载体选择的合理性;对实验装置倾斜一定角度的标定,测量实验平板克服摩擦力运动时的最小角度,验证实验装置测试原理可行性。(3)设计实验装置水池拖曳验证实验。通过对光滑实验平板表面阻力特性测量,验证实验装置设计的可行性,以及测试原理的合理性,并根据实验采集到的数据对实验装置进行改进,对影响数据波动的因素进行了相关分析。(4)对实验装置外流场进行相关数值模拟。在FLUENT中基于k-ε模型对实验装置外部流场进行了数值模拟,并将仿真模拟得到的摩擦阻力值与理论计算、水池实验进行了比较,对实验装置速度流场进行分析并绘制相关速度矢量图,观察实验平板表面的速度分布,对水池实验有一个补充验证。