Способ электрического моделирования циркуляционного обтекания тел, на основе электрогидродинамической аналогии, при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги

Способ электрического моделирования циркуляционного обтекания тел, на основе электрогидродинамической аналогии, при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 148279

Класс 42m, 14

42с, 27

42с, 10

65а, 10oi

СССР ! (!

ОПИСАНИК ИЗОБ КТКНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11одписная группа М 174

Г. А. Рязанов

СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ЦИРКУЛЯКИОННОГО ОБТЕКАНИЯ ТЕЛ XA ОСНОВЕ

ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АНАЛОГИИ ПРИ

-ИСПОЛЬЗОВАН И И ЭЛЕКТРОЛ ИТИ Ч ЕСКО Й ВА Н НЫ, ФОЛЬГИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ БУМАГИ

Заявлено 16 ноября 1961 г. за № 750604/26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 12 за 1962 г.

Известны способы электрического моделирования на основе электрогидродинамической аналогии.

Предлагаемый способ электрическогo моделирования циркуляционного обтекания тел на основе электрогидродинамической аналогии при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги отличается от известных тем, что для определения картины поля и его скоростей при пространственном обтекании тел циркуляционным потоком жидкости модель вытачивают из диэлектрика и вместе со встроенным в нее тороидальным трансформатором погружают в электролитическую ванну. Электроды ванны подключают к источнику переменного напряжения, синфазного с вихревым электрическим полем, созданным встроенным тороидальным трансформатором, а интенсивность вихревого поля согласуют с электрическим полем, созданным электродами ванны, в соответствии с условием жуковского-Чаплыгина.

Для моделирования обтекания решетки крыловых профилей и обтекания крыловых профилей, расположенных вблизи свободной поверхности жидкости, создают вихревое электрическое поле несколькими тороидальными трансформаторами, сердечники которых имеют разрез, модели крыловых профилей вырезают в листах фольги, а внешнее потенциальное электрическое поле создают опдельным трансформатором.

Для моделирования циркуляционного обтекания направляюших насадок в условиях работы гребного винта вихревое электрическое поле создают тороидальным трансформатором, а электрическое поле, анало№ 148279 гичное полю скоростей, созданному гребным винтом,— системой электродов клиновой электролитической ванны.

На фиг, 1 показано расположение тороидального трансформатора в модели кольцевого крыла (направляющей насадки); на фиг. 2 — схема установки, предназначенной для решения плоских задач с применением электропроводной бумаги; на фиг. 3 — расположение модели в электролитической ванне с наклонным дном (длиновой ванне).

Описываемый способ основан на применении квазистационарного вихревого электрического поля, аналогичного циркуляционному потоку жидкости, что позволяет непосредственно без применения дополнительных шин реализовать на модели вихревую схему Куковского.

В случае одиночного профиля вихревое электрическое поле создается с помощью одного тороидального трансформатора, сцепленного с моделью, а в случае решетки профилей — системой таких трансформаторов. Согласование полей, в соответствии с условием )Куковского-Чаплыгина, не требует последовательных приближений и не вызывает затруднений при моделировании решетки профилей.

Сопоставляя соответствующие величины, характеризующие индукционное электрическое поле электромагнита, включенного в цепь переменного тока, в однородной проводящей среде и в поле скоростей в циркуля ционном потоке, установлена полная аналогия этих полей вне их вихревого:пространства. В связи с этим, если область пространства, занимаемая проводящей средой, геометрически подобна области течения жидкости, а сердечник электромагнита — вихревому шнуру, то имеет место электрическая модель пространственного циркуляционного потока. Так, например, используя тороидальный трансформатор, моделируется пространственное поступательно-циркуляционное обтекание кольцевого крыла (направляющей насадки), для чего модель 1 вытачивается из диэлектрика, в нее встраивается тороидальный трансформатор 2 и все устройство погружают в электролитическую ванну, электроды которой подключают к источнику переменного напряжения, синфазного с вихревым электрическим полем, созданным трансформатором 2, а интенсивности вихревого и потенциального созданного электродами ванны полей согласуют в соответствии с условием ЖуковскогоЧаплыгина.

При моделировании с применением электропроводной бумаги (решение плоских задач электрического моделирования) используются звуковой генератор 8, электрическая модель 4, тороидальный трансформатор 5, шины б и 7, реохорд 8 (Ro), переменное сопротивление 9, необходимое для согласования .вихревого электрического поля и внешнего поля, созданного шинами, двойной зонд 10, двухполюсные переключатели 11 и 12 и усилитель 18 с индикатором, Изменяя напряжение, снимаемое двойным зондом, находят проекцию средней напряженности поля между иглами на прямую, проходящую через них

1 о

1000(R, + R,) b,1 где N — число делений, отсчитанное,по реохорду, если их общее число равно 1000; е — циркуляция вектора Е по контуру, окружающему вырез 14 крылового профиля; Al — база зонда; R — сопротивление магазина 15 сопротивлений.

Согласование полей в соответствии с условием Куковского-Чаплыгина достигается путем изменения фазы и интенсивности потенциального поля. С этой целью двойной зонд, имеющий базу порядка 0,5 и.и, располагают у задней кромки профиля так, чтобы его иглы оказались

¹ 148279 по обе стороны от выреза 14. Чем ближе они к острию выреза и чем меньше база зонда, тем точнее производится согласование полей.

Описываемый способ может быть использован также для моделирования циркуляционного обтекания как одиночного профиля, так и решетки профилей с применением фольги, что упрощает изготовление моделей (модели вырезаются в фольге) и технику эксперимента. В этом случае сердечник каждого тороидального трансформатора должен иметь разрез, а внешнее поле создают отдельным трансформатором.

Согласование полей предшествует их фазировка, При этом имеется возможность моделирования обтекания крыловых профилей вблизи свободной поверхности жидкости (подводные крылья) в предположении, что скорость их достато"но велика.

Для моделирования циркуляционного обтекания направляющих насадок в условиях работы гребного винта используют клиновую электролитическую ванну (ванну с наклоненным дном 1б), система электродов которой создает электрическое поле, аналогичное полю скоростей, а вихревое электрическое поле создают тороидальным трансформатором 17, проходящим сквозь исследуемую модель 18 насадки, Предмет изобретения

1. Способ электрического моделирования циркуляционного обтекания тел на основе электрогидродинамической аналогии при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги, отличающийся тем, что, с целью определения картины поля и его скоростей при пространственном обтекании TpJI циркуляционным потоком жидкости, модель вытачивают из диэлектрика и вместе со встроенным в нее тороидальным трансформатором погружают в электролитическую ванну, электроды которой подключают к источнику переменного напряжения, синфазного с вихревым электрическим полем, созданным встроенным тороидальным трансформатором, а интенсивность вихревого поля согласуют с электрическим полем, созданным электродами ванны, в соответствии с условием 5Куковского-Чаплыгина.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью моделирования обтекания решетки крыловых профилей и обтекания крыловых профилей, расположенных вблизи свободной поверхности жидкости, создают вихревое электрическое поле несколькими тороидальными трансформаторами, сердечники которых имеют разрез, модели крыловых профилей вырезают в листах фольги, а внешнее потенциальное электрическое поле создают отдельным трансформатором.

3. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью моделирования циркуляционного обтекания направляющих насадок в условиях работы гребного винта, вихревое электрическое поле создают тороидальным трансформатором, а электрическое поле, аналогичное полю скоростей, созданному гребным винтом,— системой электродов клиновой электролитической ванны.

М<. 148279

"Риг 1

Фиа Г № 148279

Составитель описания А. И. Хохлов

Редактор Н. С. Кутафина Техред Г. E. Болотова Корректор Н. В. Щербакова

Поди. к печ. 18.VII-62 г. Формат бум. 70Х!08 / в Объем 0,44 изд. л.

Зак. 7631 Тираж 700 Цена 4 коп.

ЦБТИ К омитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер, д. 2/6.

Типография ЦБТИ Москва Петровка, 14.