Устройство для моделирования обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования обтекания водой элементов буксируемых океанографических систем Целью изобретения являются повышение точности и производительнгостио Устройство содержит блок 1 моделирования внешних воздействий, гибкую металлическукпетлю 2, диэлектрический каркас 3, диэлектрические шарики 4, диэлектрические планки 5,6, диэлектрические блоки 7,8, нити 9,10, грузы 11,12, 13,14, диэлектрическую планку 15, ползуны 17,18, нити 19,20, диэлектрические кольца 21,22, вертикальную рейку 23, кронштейны 24, ползуны 25, 26, карандаш 27, блок моделирования характеристик магнитного поля кабеля, металлическое кольцо, катушки индуктивности , блок регистрации, генератор переменного напряжения Изобрегение позволяет повысить точность и производительность устройства, 3 ил. о 9 (Л 00 а 26

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1316014 А 1 (50 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 4016245/24-24 (22) 28.01.86 (46) 07.06.87. Бюл.У 21 (71) Ленинградский кораблестроитель. ный институт (72) А.А.Кондратович, Г.Г. Пиянзов, Э.М.Давидов и В.И.Дедков (53) 681.333(088.8) (56) Патент США В 3613629, кл. С 06 G 7/70, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1124743, кл. G 06 G 7/70, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ОБТЕКАНИЯ ВОДОЙ КАБЕЛЯ БУКСИРУЕМОЙ

ОКЕАНОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (») Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования обтекания водой элементов буксируемых океанографических систем. Целью изо-1 бретения являются повышение точности

1 и производительности. Устройство содержит блок 1 моделирования внешних воздействий, гибкую металлическук петлю 2, диэлектрический каркас 3, диэлектрические шарики 4, диэлектрические планки 5 6 диэлектрические блоки 7,8, нити 9,10, грузы )1,12, 13,14, диэлектрическую планку 15, ползуны 17,18, нити 19,20, диэлектрические кольца 21,22, вертикальную рейку 23, кронштейны 24, ползуны 25, 26, карандаш 27, блок моделирования характеристик магнитного поля кабеля, металлическое кольцо, катушки индуктивности, блок регистрации, генера- 9 гор переменного напряжения. Изобрегение позволяет повысить точность и производительность устройства. 3 ил.

1316014

Х(сЬ

t xy с„ (2) где Т вЂ” натяжение вдоль буксируемого кабеля ВОС; r — погонное гидродинамическое сопротивление сопротивление буксируемого кабеля, обтекаемого потоком жидкости со скоростью U лод углом 90 ; Х и Y — координаты буксио. руемого кабеля ВОС, принимающего лри буксировке со скоростью U форму кате- 55 нарной кривой (1) с началом координат в точке 0 (в этом случае весом буксируемого кабеля н ноле пренебрегают);

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования обтекания элементов буксируемых океанографических систем. 5

Целью изобретения является повышение точности и производительности при исследовании форм петли кабеля и ее характеристик магнитного поля, На фиг.l представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — конструкция блока 1; на фиг.3 — петля кабеля буксируемой океанографической системы.

Устройство содержит блок 1 моде15 лирования внешних воздействий, состоящий иэ гибкой металлической петли 2 и диэлектрического каркаса 3, диэлектрические шарики 4, диэлектрические блоки 7 и 8, нити 9 и 10, грузы 11 - 14, диэлектрическую планку 15, ползуны 16 — 18, нити 19 н

20, диэлектрические кольца 21 и 22, вертикальну рейку 23 кронштейн 24, 25 ползуны 25 и 26, карандаш 27, блок 28 моделирования характеристик магнитного поля кабеля, состоящий иэ металлического кольца 29 и эадающего индукционного датчика, выполненного в виде катушки 30 индуктивности, измерительный инду ционный датчик, выполненный в виде катушки 31 индуктивности, блок 32 регистрации, генератор

33 переменного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Прежде чем приступить к работе устанавливают линейный и силовой масштабы моделирования, рассматривая уравнения катенарной к ивой ВОС (1)

40 и цепной линии bOc (?) с началом координат в точках 0 (фиг.Э и 1):

Y = †(ch--- — 1); г (1)

r Т (4) В соответствии с выбранным линейным масштабом ml, = L, берут гибкий провод 2 с грузиками 4 с любой погонной массой (лри этом диэлектрические грузики могут быть нанизаны или привязаны). Затем согласно (3) и (5) расчитывают вес грузиков р, и р> по заданным величинам Т,r, P,, P, Собирают узлы устройства согласно фиг,l и 2. Кольца 21 и 22, грузы р и р подвешивают лри помощи быст1 2 росъемных элементов (например, крючков). Так как грузи имитируют горизонтальную составляющую сил Р„ отводящих аппаратов, то, перемещая полэуны 17 и 18 ло направляющим стойкам

5 и 6 с блоками 7 и 8, располагают нити 9 и 10 горизонтально. В этом случае гибкий провод 2 (аЬОс) с грузиками 4 принимает форму буксируемой петли кабеля AHO(;.

Для определения характеристик магнитного поля полученной петли кабеля залитынают ибкий провод 2 переменным током i 1т источника 33 переменного налряжслия (н".ïðèìåð, звукового ге>н ла горл), размещают с „ — горизонтальная составляющая натяжения цепочки ЬОс, образованной гибким проводом с расположенными на нем грузиками; — погонная масса цепочки; х и у — координаты цепочки, принимающей в поле силы тяжести форму цепной линии с началом координат в точке О.

Иэ выражений (1) и (2) следует, что форма буксируемого кабеля ВОС подобна форме цепочки ЬОс, если выполняются условия сх Т с, или (3)

r Т r х у 1 1

Х Y L m где и L - длина цепочки ЬОс и буксируемого кабеля ВОС; m - линейный масштаб.

Следует отметить, что условие (3) соблюдается и для приложенных к буксируемому кабелю сил, например, отводящего аппарата: йТ„ех (5)

Кроме того, это справедливо и для отрезков кабеля АВ и АС, т.е. в потоке жидкости они также принимают форму катенарной кривой (1) и их моду- лируют также цепочками аЬ и ас.

1 3160

Устройство для моделиронания обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы, содержащее блок моделирования внешних воздействий, состоящий из гибкой металлической петли и диэлектрического каркаса, к вертикальным стойкам которого прикреплены первая и Нторач диэлектрические планки, параллельно нижней стойке диэлектрического каркаса установлена третья диэлектрическая планка, на которой размещен первый П— образный диэлектрический ползун, снабженный вертикальной рейкой, гибкая металлическая петля расположена внутри диэлектрического каркаса, блок моделирования характеристик магнитного поля кабеля, состоящий из электромагнитно связанных металлического кольца и задающего индукционного датчика, выполненного в ниде катушки индуктинности, первый и второй выводы которой подключены соответственно к первому входу блока регистрации и к первому выводу измерительного индукционного датчика, выполненного в виде катушки индуктинности, соединенной вторым выводом с вторым входом блока регистрации и злектромагнитно связанной с гибкой металлической петлей, первый вывод которой подключен к первому выходному выводу генератора переменного напряжения, второй выходной вывод которого через металлическое кольцо соединен с вторым выводом гибкой металлической петли, катушка индуктивности измерительного индукционного датчика размещена на торце вертикальной рейки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, на гибком металлическом кольце равномерно размещены диэлектрические шарики, на противоположных сторонах гибкой металлической петли закреплены два диэлектрических кольца, первая и вторая диэлектрические планки снабжены вторым и третьим П -образными диэлектрическими ползунами, к которым на кронштейнах прикреплены диэлектрические блоки, к первому и второму диэлектрическим кольцам на первой и второй нитях прикреплены первый и второй грузы, к первому диэлектрическому кольну прикреплен первый конец третьей нити, второй конец которой через первнй диэлектН, = Н . т- 1/m. т

3 задающий индукционный датчик 30 на каком-то расстоянии от металлического кольца 29, устананливают при помощи направляющей 23 измерительный индукционный датчик 31 н плоскости измерения, отстоящей от плоскости петли провода 2 на заданном расстоянии, и путем перемещения ползуна 16 (влево — вправо) по планке 15 находят точку, в которой наблюдается 10 по блоку 32 компенсация заданной датчиком 30 величины напряженности магнитного поля. Эту точку отмечают карандашом 27 на миллиметровой бумаге, которую предварительно нано- !5 сят на основание каркаса 3.

Далее при помощи ползунов 25 и

26 сдвигают планку 15 (вверх или вниз) на некоторое расстояние и снова путем передвижения (влево — 20 вправо) полэуна 16 находят точку, в которой наблюдается компенсация поля. Эту точку отмечают карандашом. на миллиметровой бумаге, так поступают несколько раэ. Так как задающий 2э датчик 30 остается на месте, т.е. величина напряженности задающего поля остается постоянной, то отмеченные точки соответствуют изолинии напряженности магнитного поля. Следо-30 вательно, соединив .отмеченные точки плавной кривой, получают изолинию магнитного поля петли кабеля.

Переход от замеренных на модели петли кабеля величин напряженности 35 магнитного поля к значениям магнитного поля натурной петли кабеля осуществляют в соответствии с правилом моделирования: магнитные поля подобных контуров в соответствующих точках 40 прямо пропорциональны токам, питающим контуры, и обратно пропорциональны их линейным размерам, т.е.

Н, е 1, 1 (6)

Н2 IK L 1 m 45 где Н вЂ” значение поля натурной петли кабеля АВОС;

Н вЂ” значение поля модели петли г кабеля аЬОс; величина тока в натурной 50 петле кабеля; величина тока в модели пет2 ли кабеля;

m - -линейный масштаб.

Так как при измерениях известны величины Н1, i>, m, а также известен ток i то

) 4 4 формула изобретения

13 рический блок соединен с третьим грузом, к второму диэлектрическому кольцу прикреплен первый конец четвертой нити, второй конец которой через второй диэлектрический блок соединен с четвертым грузом, первый и второй выводы гибкой металлической

Составитель В,Рыбин

Редактор Л. Лангазо Техред M.Õîäàèè÷

Корректор M,äåì÷èê

Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2366/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород. ул.Проектная,4! !

16014 6 петли закреплены в верхней части диэлектрического каркаса, концы третьей диэлектрической планки закреплены в третьем и четвертом П -образных ползунах, расположенных соответственно на первой и второй диэлектрических планках.