Опытовый бассейн для гидродинамических испытаний моделей судов

Опытовый бассейн для гидродинамических испытаний моделей судов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11). 1000817

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 23.12.81 (21) 3371728/27-11 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет— (51)NL. Кл.

G 01 М 10/00

В 63 В 9/02

Гесударственный квинтет (53) УДК 629Л2:

:532.5825.037. .0015 (0888) Опубликовано 28.02.83. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28.02.83 де делан нзобретеннй н аткрытнй

С. Б. Абаттров, Ю. Ф Мотнанко, А. П. Орков, В. Т:- Фнннн н А. А. Шабанов

/ :т», . С

/ (72) Авторы изобретения

I а (7I) Заявитель (54) ОПЫТОВЫЙ БАССЕЙН ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ МОДЕЛЕЙ СУДОВ

Изобретение относится к судостроению, в частности к экспериментальной гидромехани- . ке, и предназначено для исследования гидродинамических характеристик моделей судов.

Известны опытовые бассейны, содержащие заполненный водой канал, волнопродуктор, волногаситель и буксировочную тележку, на которой установлены модель судна, датчики геометрических и динамических параметров и преобразователи их в электрические сигналы (1).

Однако в таких установках приходится производить весьма трудоемкую обработку результатов измерений, что приводит к удлинению сроков испытаний.

Известны опытовые бассейны, содержащие заполненный водой канал, волнопродуктор, волногаситель и буксировочную тележку, на которой установлены модель судна, датчики кинематическнх параметров движеньях, ио сил, их моментов, давлений и параметров волнения в электрические сигналы, коммутатор этих сигналов, аналого-цифровой преобразователь и процессор с внешними устройствами, подключенный через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь к выходам измерительных преобразователей (21.

Недостатком такого устройства является невозможность автоматического определения моментов записи ординат исследуемых процессов для последующего выполнения гармонического анализа, поскольку период исследуемых колебательных процессов является переменным и неизвестным до начала испытаний. Это ведет к необходимости либо выполнения для каждого режима пробного пробега, либо цифрового моделирования тта универсальной цифровой вычислительной машине.

Цель изобретения — повышение эффектив- . ности использования бассейна.

Указанная цель достигается тем, что иа буксировочной тележке дополнительно установлен блок формирования временных интервалов, причем вход этого блока соединен с выходом датчика параметров волнения, а выход — с цифровой вычислительной машиной.

1000817

5О

На фиг. 1 представлена схема бассейна; на фиг. 2 — один из вариантов схемиой реализации устройства формирования временных интервалов.

Опытовый бассейн содержит заполненный водой резервуар 1, волнопродуктор 2, волногаситсль 3 и буксировочную тележку 4 с моделью 5 судна. На буксировочной тележке 4 установлены измерительные преобразоватсли: скорости движения тележки 6, линейных и угловых перемещений 7, сил 8, моментов сил 9, давлений 10 и волнения ll в электрические сигналы, коммутатор 12 этих сигналов, аналого-цифровой преобразователь 13, цифровую вычислительную машину 14 с внешними устройствами 15 и устройство 16 формирования временных интервалов.

Цифровая вычислительная машина 14 подключена через коммутатор 12 и аналого- 20 цифровой преобразователь 13 к выходам измерительных преобразователей 7 — 11. Вход устройства 16 формирования временных интервалов .подсоединен к выходу измерительного преобразователя 11 волнения, а вы- 25 ход — к цифровой вычислительной машине

14, связанной с внешними устройствами 15 и устройством 16 формирования временных интервалов. Это устройство (фиг. 2) содержит формирователь 17, три триггера 18 — 20, ЗО генератор 21, делитель 22 частоты, элемент

23 задержки, два счетчика 24 и 25, регистр

26, схему 27 поразрядного сравнения двух чисел, четыре логических элемента И 28 — 31 и два логических элемента ИЛИ 32 и 33.

3$

Формирователь 17 формирует сигналы, соответствующие началу каждого периода волнения. Делитель 22 частоты делит частоту следования сигналов, поступающих с генератора 21 на 12 или 16, или 24, или на

40 другое целое число, устанавливаемое экспериментатором и равное числу ординат на период, необходимый для выполнения с заданной точностью гармонического анализа.

Работа бассейна происходит следующим образом.

В исходном положении буксировочная тележка 4 находится в одном из концов резервуара 1. Волнопродуктор 2 и волногаситель 3 непожвижны, поверхность воды не. взволнована. Затем, по сигналу экспериментатора, включают волнопродуктор 2 и в заполненном водой резервуаре 1 возникают BQTIHhl, которые распространяются от волнопродуктора 2 к волногасителю 3.

Волногаситсль 3 r асит волны, отраженные от ближайшей к нему торцовой стенки резервуара 1. Волны во щействуют ца пссле. нуемую модель S. вы <юная се качку. Измерительные преобразователи 7 — 11 вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные ординатам исследуемых процессов.

По сигналу экспериментатора запускают цифровую вычислительную машину 14 и устройство 16 формирования временных интервалов. На вход устройства 16 с измерительного преобразователя 11 волнения поступают электрические сигналы, пропорциональные изменяющимся во времени ординатам волнения. Устройство 16 формирования временных интервалов производит измерение каждого периода волны, причем длительность предыдущего периода делится в этом устройстве на

12, 16, 24 или другое задаваемое экспериментатором количество равных частей, а в моменты времени, соответствующие окончанию каждого временного интервала, представляющего собой равную долю измсряе. мого периода, устройство 16 формирования временных интервалов выдает в цифровую вычислительную машину 14 управляющие сигналы. С приходом каждого такого сигнала цифровая вычислительная машина 14 с помошью коммутатора 12 и аналого-цифрового преобразователя 13 производит опрос и преобразование в цифровую форму показаний всех измерительных преобразователей.

Затем, по сигналу экспериментатора включаются двигатели буксировочной тележки 4, она вместе с моделью 5 начинает движение вдоль заполненного водой резервуара 1. При этом период измеряемых колебательных цроцессов начинает постепенно увсличиваз ься (при попутном волнении) или уменьшаться (при встречном волнении) . В соответствии с этим изменяется и величина временных интервалов, вырабатываемых устройством 16 формирования временных интервалов. При достижении буксировочной тележкой 4 заданной скорости цифровая вычислительная машина 14 начинает размещать в своей памяти показания всех измерительных преобразователей 7 — 11, поступающие с аналого-цифрового преобразователя 13.

В результате, в памяти цифровой вычислительной машины 14 формируется массив чисел, соответствующий ординатам исследуемых процессов. Показания измерительного прс. образователя скорости движения тележки 6 усредняются, а показания измерительных преобразователей 7 — 11 колебательных пр цсссов используются Лля гармонического анализа и их процессов. После торможения буксировочной тележки 4 результаты обработки печатаются на одном из внешних устройств 15 цнф1о вой вычислительной машиш 14.

Устройство формирования яр м.нных нн. гсрвалов работает слспуюшнм о б1, < м

5 10008

При подаче сигнала "Пуск" триггеры счетчиков 24 и 25, регистра 26, а также триггеры 19 и 20 устанавливаются в ™О", а триггер 18 устанавливается в "1". Сигнал с выхода триггера 18 открывает логический элемент И 28. Очередной сигнал, соответствующий началу периода волнения и вырабатываемый формирователем 17, проходит через открытый элемент И 28 и переписывает в регистр 26 содержимое счетчика 24 (первый раз это содержимое равно "0"), а также поступает на вход элемента 23 задержки. Сигнал с выхода элемента 23 задержки проходит через логический элемент ИЛИ

32 и устанавливает триггеры счетчика 24 в; 1%

"0". Этот же сигнал устанавливает триггер 19 ъъ 1>!

В результате, открывается логический элемент И 29 и через него на счетный вход счетчика 24 начинают поступать сигналы с 20 делителя 22 частоты. Одновременно с логическим элементом И 29 открывается логический элемент И 30. Следующий сигнал с выхода формирователя 17, соответствующий концу первого периода и началу второго периода, проходит через логический элемент

И 28 и переписывает в регистр 26 содержимое счетчика 24, соответствующее длительности первого периода, а затем сигналом с выхода логического элемента ИЛИ 32 триг- З0 геры счетчика 24 устанавливаются в "0".

На счетный вход счетчика 24 продолжают поступать сигналы с делителя "2 частоты и в счетчике 24 формируется число, соответствующее длительности второго периода.

3$

Кроме того, сигнал с выхода логического элемента И 28, соответствукиций началу второго периода, через открытый логический элемент И 30 поступает на триггер 20 и устанавливает его в "1". Сигнал с выхода триггера 20 открывает логический элемент

И 31 и включает схему 27 поразрядного сравнения двух чисел. Через открытый логический элемент И 31 на счетный вход счетчика 25 начинают поступать сигналы с гене4S ратора 21. При первом совпадении чисел, находящихся в регистре 26 и счетчике 25, на выходе схемы 27 поразрядного сравнения двух чисел появляется сигнал, который поступает на выход устройства, з также чс50 рез логический элемент ИЛИ 33 устанавливает триггеры счетчика 25 в "0".

Счетчик 25 вновь начинает считзз ь сигналы, поступающие с выхода генератора I.

Затем происхолит BT(hnoe с визлеии чисел

17 6 в регистре 26 и счетчике 25. Тзк кзк чзстота следования сигналов генератора 2! в и рзз (п = 12 нли 16, илн 24 н т.п.) больше частоты следования сигналов, поступзк>щих на счетный вход счетчика 24, то совпадение чисел в регистре 26 и счетчике 25 происходит и раз. т.е. устройство формирования временных интервалов разделяет первый период на и равных частей и во время измерения второго периода выдает сигналы, соответствующие моментам окончания временных интервалов, на которые разделен первый период. Аналогичным образом делятся на и равных интервалов все последующие периоды. Сигналом "Стоп" триггер 18 устанавливается в "0", логическая схема И 28 закрывается и работа устройства прекращается.

Использование предлагаемого устройства озволяет повысить эффективность использоания опытового бассейна.

Формула изобретения

Опытовый бассейн для гидродинамических испытаний моделей судов, преимущественно на волнении, содержащий заполненный водой канал, волнопро 1уктор, волногаснтель и буксировочную тележку, на которой смонтированы модель судна, датчики кииематических параметров движения модели, сил, их моментов, давлений и параметров волнения в электрические сигналы, коммутатор этих сигналов, аналого-цифровой преобразователь и цифровая вычислительная машина, подключенная через коммутатор и анзлого-цифровой преобразователь к выходам измерительных

1 преобразователей, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности использования бассейна, на буксировочной тележке дополнительно установлен блок формирования временных интервалов, причем вход этого блока соединен с выходом датчика параметров волнения, з выход— с цифровой вычислительной машиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Русецкий А. A. Оборудование и организация гидродинамических лзборзторий. Л., "Судостроение", 197>, с. 50-65.

2. Tomiyama Tet. al. The New Ship 51odel Basin of the TSU Research Laboratories.

Nippon Kokan Technical report overseas, September, 1978, р. 91--103 (ир t »:è ).

1000817

1ООО81

ВНИИПИ Заказ 1366/42 Тираж 871 Родписное

Филиал ППП Г1атент, r.Óæãîðîë,óë.Ïðîåêòíàÿ,4