Способ определения профиля течения буйковым комплексом

Способ определения профиля течения буйковым комплексом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.)

"е

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