Способ определения профиля течения буйковым комплексом

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ ТЕЧЕНИЯ БУЙКОВЫМ К01 ШЛЕКСОМ путем измерения направления и скорости течения по глубине в ограниченном по глубине .слое воды с помощью измерителей течения, расположенных в этом слое и закрепленных на участке якорной линии буя, измерения глубины исследуемого района и интерполяции профиля течения по глубине до дна, отличающийся TeMi что, с цепью повышения точности при определении профиля течения до дна, дополнительно измеряют кривитну отдельных участков якорной линии и среднюю глубину положения каждого участка, по которым определяют зависимость кривизны якорной линии от глубины, затем определяют эту зависимость По математической , моде (Л ли, описывающе.й зависимость кривизны якорной линия от профиля течения , и при совпадении этих зависимостей определяют искомый профиль § течения по глубине до дна. т /// /// //у /л Фп.1 /// ,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 Р 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIV1Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

1 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3672343/24-10 (22) 08. 12.83 (46) 07.09.85. Бюл. ¹ 33 (72) В.M.Êóøíèð и А.Ф.Петрухнов (71) Морской гидрофиэический институт АН Украинской ССР (53) 532.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 792144, кл. G 01 P 5/00, 1978.

Фомин Л.М. Вертикальная структура течений по данным измерений на полигоне в Тропической Атлантике.

Атлантический гидрофиэический полигон-70. - Сб. "Метеоролог и гидрофиз.исследование", М.: Наука, 1974,. с. 130-151. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ

ТЕЧЕНИЯ БУЙКОВЫМ КОМПЛЕКСОМ путем измерения направления и скорости течения по глубине в ограниченном

„„Я0„„1177746 A по глубине .слое воды с помощью измерителей течения, расположенных в этом слое и закрепленных на участке якорной линии буя, измерения глубины исследуемого района и интерполяции профипя течения по глубине до дна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении профиля течения до дна, дополнительно измеряют кривизну отдельных участков якорной линии и среднюю глубину положения каждого участка, по которым определяют зависимость кривизны якорной линии от глубины, затем определяют эту зависимость по математической модели, описывающей зависимость кривизны якорной линии от профиля течения, и при совпадении этих зависимостей определяют искомый профиль течения по глубине до дна.

1 117774

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведении акеанографических исследований для определения характеристик течения в океанах и морях.

Целью изобретения является повышение точности определения профиля течения до дна при измерениях характеристик течения в ограниченном .10 слое воды.

На фиг. 1 показан буйковый комплекс с измерителями течения в слое

Ь, обеспечивающий выполнение операций способа; на фиг. 2 — верти- 15 кальный профиль течения, измеренный в слое И (А — для плоского по" тока; А - для пространственного потока), на фиг. 3 - вертикальный профиль плоского А и пространствен- 20 ного А потоков и профили соответственно Б и Б, полученные методом

1 интерполяции до дна, на фиг. 4участок Д -Д„ якорной линии, на котором закреплены измерители Д„-Д„ тече-25 ния на фиг. 5 — привиэна К „ для всей якорной линии, полученная методом расчета по математической модели (плоский вариант); на фиг. 6, — верти- . кальный профиль течения (плоский ва- З0 риант - В2, пространственный вариант — В") при других значеннях параметров 4, n) формулы интерполяции; на фиг. 7 — якорная линия, кривизна которой К 1к „ соотнетствует профилю течения, показанного на фиг. 6.

Способ осуществляется следующим образом.

Измеряют глубину H района поста-, новки буйкового комплекса 1 с судна 40

2, используя эхолот (фиг.1) .

Далее измеряют скорость и направление (характеристики) течения с помощью измерителей 3 течения, подвешенных на якорной линии 4 буя и расположенных в слое воды Ь. На ,фиг. 1 измерители обозначены Д, глубина измерителя 2, глубина района постановки Н (заглавные буквы со штрихом относятся к пространственно- 50 му случаю).

По -показаниям измерителей Д течения строят (определяют) вертйкальный профиль А течения в слое (фиг. 2) . 55

О ;уществляют интерполяцию тече- ния Ч по глубине для слоев, не охватйваемых измерениями, и получают

6 г профиль Б от последнего измерителя

Д до дна (фиг.3). В результате измерения и интерполяции получают профиль течения АБ (фиг.3), назовем его профилем В. Интерполяцию осуществляют, например, по формуле

1 а(в Ы" ZÄ <2 < н (при условии

- a(Zн — 2;) (2) где 7 — вектор скорости течения, измеренный последним измерителем;

Z н — глубина, охватываемая тросом якорной линии буя

Е; — глубина расположения измерителей течения, Z — координаты глубины, а, n — параметры формулы интерполяции.

Интерполяцию осуществляют следующим образом.

Присваивают значение и (причем и у 0) ° например N = 1, n o 1 или

n .(1, и определяют соответствующие значения а и интерполяционную кривую Б (фиг.3), которая получена при п r 1.

Измеряют кривизну К участка якорной линии Д„Д„, на котором закреплены измерители течения. Для этого могут быть использованы несколько методов.

По показаниям измерителей гидростатического давления, установленным на каждом измерителе течения, определяют глубины Z

Используют показания измерителя длины якорной линии, полученные при установке приборов 21. Для каждого участка буйрепа определяют угол ка-сательной а по соотношению

g;= arcco8 л Е;/й1 и затем определяют кривизну К участка якорной линии, среднюю для двух соседних участков или для участка якорной линии, на котором установлено три прибора 2 1

К - -- (3)

По показаниям температуры в сос таве каждого прибора и по среднему профилю температуры для района исследования находят глубину местонахождения каждого прибора. Далее опре1177746 4

Осуществляют сравнение расчетной 1 зависимости К р = Е(Щ) с измеченной

K = f(h ). Если разность между этими. значениями больше суммарной погрешности (фиг.4 и 5)

3 деление кривизны участка буйрепа выполняют аналогично.

На участке якорной линии, где установлены измерители течений, устанавливают инклинометры, измеряющие пространственный угол наклона участка буйрепа.По данным показаний двух соседних инклинометров, ;находят прнращение угла касательной к якорной линии 4 о(, а по данным измерителя длины якорной линии— длину участка между инклинометрами

4Р . Кривизна участка определяется по соотношению К = beg 4 t.

Иожно определять кривизну К для каждого отрезка Д1Д, Д2ДЗ ° ° ° y

Д.Д; „участка Д„Д„и найти сред1 1 1= нюю кривизну участка Д„Д (фиг.4) .

Измеряют среднюю глубину h< положения участка Д1Д „ якорной линии.

При этом. в. соответствии с используемым методом измерения кривизны участка якорной линии используют показания измерителей гидростатического давления, установленные на измерителях течения, а среднюю глубину

h<, соответствующую кривизне К, находят по соотношению

Z (+ Z + + Z j42 (4.)

3 30 показания измерителей температуры в сотаве каждого измерителя скорости и средний для района исследования профиль температуры, по которым находят глубину измерителей, а среднюю З5 для участка глубину находят по соотношению (4), а также показания измерителей глубины в составе инклинометров и определение средней глубины по соотношению (4). 40

По измеренным данным определяют зависимость кривизны участка Д„Дя от глубины h, т.е. определяют

К = f(h<).

По заданным инструментальным по- 4g грешностям измерения элементов кривизны и средней глубины участка якорной линии находят величину погрешности определения характеристики

К = f(h2), т.е. величину 4К. 50

Используя полученный профиль течения В1 (фиг.3) и характеристики якорной линии: длину L, диаметр троса Ы, размеры измерителей течения и другие, осуществляют расчет кривиз-1 ны К якорной линии по модели, описывающей зависимость кривизны якорной линии от профиля течения.

-4е41(+4Кр р т.е. кривизна К„больше К1 и больше h у (участок Д„Д„находится глубже, чем этот участок Д Др при. расчете), то расчетная кривизна и измеренная кривизна якорной линии буя не совпадают и, следовательно, не совпадают и профили течения (на

1фиг. 5 ЕР и Z<+ — расчетные величины).

Используя полученные результаты присваивают другое значение параметрам интерполяции и (находят а), например и (1. В результате интерполяции получают вертикальный профиль

Б течение (фиг.6).

Повторяют предыдущую операцию используя профиль течения В (фиг.6) и получают другую расчетную кривизну

2 якорной линии К < д(фиг. 7) . Сравнивают полученные расчетные значения

К в зависимости от h g с иэмеренныP

2 2 ми К в зависимости от II для участка dip2и dI и находят, что разность между вычисленной K p = f (h ) и изP

1 меренной К = f(h<) характеристиками меньше суммарной погрешности 4

4К+ЬКр .На фиг. 7 пунктиром показана кривизна участка 4Хп. При этом

lIpoAHJIb Te eHH, IIoK 3 HBIDI Hs фиг.6 является искомым профилем течения, P Р так как пРофили К2 и К и hg

На фиг. 7 Z — Zq „- расчетные данP ные при новом значении и формулы интерполяции.

При данном способе используются широко применяемые технические средства, например датчики давления вибрационного типа ДДВ-50 и ДДВ-500, измерители течения и температуры— прибор ДИСК-2, измерители длины якорной линии — блок-счетчик с электрическим выходом, инклинометры типа фзиических маятников с электрическими выходами.

1 77746

1177746

Составитель Ю.Власов

Редактор И.Николайчук Техред Ж.Кастелевич

Корректор Л.Бескид в в@

Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5547/45 Тираж 897 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Способ определения профиля течения буйковым комплексом Способ определения профиля течения буйковым комплексом Способ определения профиля течения буйковым комплексом Способ определения профиля течения буйковым комплексом Способ определения профиля течения буйковым комплексом 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технической физики, а именно к методам определения скоростей потоков газов и жидкостей в больших объемах, и может быть использовано в газовых средах, трубопроводах, при проектировании жилых и производственных помещений, нефте- и газохранилищ и т.д

Изобретение относится к исследованию гидрофизических полей и может быть использовано при проведении экологических исследований, в экспериментальной гидродинамике, океанологии и других областях техники, где требуется вести контроль состояния морской среды с подвижного носителя

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим измерителям потока сплошных оптических прозрачных сред (газа, жидкости и т.п.), основанных на доплеровских методах

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения скорости потока токопроводящих и токонепроводящих жидкостей, в частности в нефтедобывающей отрасли при контроле работы нефтяных скважин

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения средних скоростей в потоках жидкости в условиях гидроакустических и гидрофизических помех, например, в океанах и морях

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гидроакустике и гидрофизике для контроля профиля скоростей морских течений

Изобретение относится к измерению параметров движения и может быть использовано для измерения скорости движения газовоздушных потоков

Изобретение относится к измерению скорости потока как в трубопроводах, так и в открытых руслах и свободной атмосфере

Изобретение относится к измерению скорости потока различных сред как в трубопроводах, так и в открытых руслах и свободной атмосфере

Изобретение относится к технике определения параметров газовых потоков и может быть использовано для исследования сложных закрученных течений в вихревой трубе
Наверх