Способ визуализации проекторий и определения местных скоростей при буксировке тел в неподвижной жидкости при больших числах рейнольдса

 

1тт 582487-=-">

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснтблии (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.01.75 (21) 2103582/10 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.77. Бюллетень М 44 (45) Дата опубликования описания 21.11.77 (51) М. Кл.2 G 01Р 5/СО

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 532.576(088 8) (72) Автор изобретения

Л. А. Эпштейн (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ТРАЕКТОРИЙ

И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТНЫХ СКОРОСТЕЙ

ПРИ БУКСИРОВКЕ ТЕЛ В НЕПОДВИЖНОЙ ЖИДКОСТИ

ПРИ БОЛЬШИХ ЧИСЛАХ РЕЙНОЛЬДСА

Изобретение относится к области техники гидродинамичсского эксперимента и предназначено для визуализации движения слоев жидкости при протаскивании моделей в бассейнах с большими скоростями.

Известные способы (1), состоящие в том, что в жидкость помещают частицы с плотностью, равной плотности жидкости, и в последующем их фотографировании, не позволяют получить достаточно наглядную картину поведения слоя жидкости в ходе эксперимента.

Кроме того, при использовании практически бесконечного количества частиц, беспорядочно заполняющих объем жидкости возникают искажения картины траекторий, так как отдельные частицы то входят, то выходят из освещенного слоя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ визуализации траекторий и определения местных скоростей при буксировке тел в неподвижной жидкости при больших числах Рейнольдса, состоящий в том, что в жидкость помещают частицы с плотностью, равной плотности жидкости, освещают Нх неподви>кным источником света и фотографируют их аппаратом, движущимся вместе с исследуемым телом (2).

Цель изобретения — повышение наглядности и устранение искажений картины тт>аекторий, Для этого по предлагаемому способу конечное число свободных частиц располагают в закоординпрованных точках объема жидко сти.

На чертеже показана схема установки для проведения эксперимента.

Схема содержит резервуар 1 с непсдвп>кным объемом жидкости и направляющую по которой перемещается каретка 3. С карет.

10 кой 3 связано обтекаемое тело 4, помещенное в резервуар 1. На каретке 3 установлены также фотоаппарат 5 и обтюратор 6. Обтекаемое тело 4 и частицы 7 освещаются источником 8 света. Отраженный от частиц 7 свет с помо15 щью зеркала 9 направляют в объектив фотоаппарата 5.

По предлагаемому способу эксперимент проводят следующим образом.

В резервуар 1 помещают модель (обтекае20 мое тело) 4, связанное с кареткой 3. В заранее заданных закоордипированных точках объема жидкости, например, вдоль горизонтальной прямой, перпендикулярной направлению движения тела, располагают конечное

25 число частиц 7 с плотностью, равной плотности жидкости, и с хорошо отражающей свет поверхностью, например, шарики полистирола.

Частицы освешают неподвижным световым

30 лучом, причем освещаемое поле подбирают по

582487

Формула изобретения

Составитель В. Назаров

Тсхрсд Л. Гладкова

Корректор Л. Орлова

Рсдактор Т. Рыбалова

Подписное

Заказ 2579716 Изд. X 940 Тирагк 1109

IIHO Государственного комитета Совета Министров СССР но делам пзооретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 размерам, превьш|ающнм ожпдае vIûe отклонения частиц под влпяппсм проходящего исследуемого тела, а направление луча па частицы подбирают из условия оптимального отражения света от частиц в объектив фотоаппарата при сохранении неосвещенности поля съемки. Обтекаемое тело окрашивают в черный цвет, при этом по контуру модель монсет быть обведена тонкой белой линией.

В этих условиях при фотографировании аппаратом 5, движущимся вместе с исследуемым телом с открытым на время затвором, каждая частица прочерчивает на снимке в соответствующем масштабе проекцию своей траекгории на плоскость, перпендикулярную к оси аппарата. Длина траектории 1=v.т, где ив скорость движения тела. Обтюратор 6 делает это изображение прерывистым, что дает возможность определить местные скорости.

Полученная фотография всех частиц дает общую картину траектории, начало которых в невозмущенной жидкости расположено в горизонтальной плоскости, отстоящей на заданное расстояние от линии перемещения связанного с обтекаемым телом начала координат.

Повторяя съемки прп различных значениях, характеризующих расположение прямой, вдоль которой помещают частицы, получают

4 проекции всех пространственных траекторий и местных скоростей. При стереоскопической съемке может быть получена пространственная картина.

Способ визуализации траектории и определения местных скоростей при буксировке тел в неподвижной жидкости при больших числах

Рейнольдса, состоящий в том, что в жидкость помещают частицы с плотностью, равной плотности жидкости, освещают их неподвижным источником света и фотографируют их

15 аппаратом, движущимся вместе с исследуемым телом, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности, устранения искажений картины траекторий, конечное число свободных частиц располагают в закоордини20 рованных точках объема жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. М. Ильинский. Бесконтактное измере25 пие расходов. «Энергия», 1970, с. 28 — 51.

2. В. R. Clayton and В. S. Massy. Flow visualisation in water à review of techniques.

«Journal of Scientific». с 44 _#_e 1,рр. 2 — 11,1967,