Устройство для моделирования обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы

Устройство для моделирования обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования обтекания водой элементов буксируемых океанографических систем. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство для моделирования обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы содержит блок 1 моделирования внешних воздействий, состоящий из первой гибкой металлической петли 2 с шариками 3, диэлектрического каркаса 4, планок 5 и 6, блоков 7 и 8, нитей 9 и 10, грузов 11 и 14, диэлектрической планки 15, ползунов 16-18, нитей 19 и 20, диэлектрических колец 21 и 22, первую вертикальную рейку 23, кронштейны 24, ползуны 25 и 26, карандаш 27, вторую гибкую металлическую петлю 28, форма которой аналогична первой гибкой металлической петле 2, плоскую диэлектрическую пластину 29, вторую вертикальную рейку 30, шестой ползун 31 с фиксатором 32, четвертую диэлектрическую планку 33, обойму 34 с катушкой 35 индуктивности, блок моделирования характеристик магнитного поля кабеля. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в устройство второй гибкой металлической петли, плоской диэлектрической пластины, второй вертикальной рейки 4, шестого ползуна, а также новым конструктивным связям. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 G 7/50

ГОСУДАP СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 (61) 1316014 (21) 4417666/24-24 (22) 27.04.88 (46) 15.12,90. Бюл. ¹ 46 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.А.Кондратович, Г.Г.Пиянзов, Э.М;Давидов, Е.А.Ивлиев и Л.И.Ионин (53) 681,3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1316014, кл. G 06 G 7/70, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ОБТЕКАНИЯ ВОДОЙ КАБЕЛЯ БУКСИРУЕМОЙ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для моделирования обтекания водой элементов буксируемых океаногра Ы 1614022 А2 фических систем. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство для моделирования обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы содержит блок 1 моделирования внешних воздействий, состоящий из первой гибкой металлической петли 2 с шариками 3, диэлектрического каркаса 4, планок 5 и 6, блоков 7 и 8, нитей

9 и 10, грузов 11 и 14, диэлектрической планки 15, ползунов 16 — 18, нитей 19 и 20, диэлектрических колец 21 и 22, первую вертикальную рейку 23, кронштейны 24, ползуны 25 и 26, карандаш 27, вторую гибкую металлическую петлю 28, форма которой аналогична первой гибкой металлической петле 2, плоскую диэлектрическую пластину

29, вторую вертикальную рейку 30, шестой

1614022

Y=„(ch . — 1 ) 10

tx T или

V à — — (3) х )

Т r

35 х у! 1

Х У Е m (4) ползун 31 с фиксатором 32, четвертую диэлектрическую планку ЗЗ, обойму 34 с катушкой 35 индуктивности, блок моделирования характеристик магнитного поля кабеля, .

Достижение поставленной цели обеспечено

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, касается усовершенствования известного устройства по авт.св.

СССР М 1316014 и может быть использовано для моделирования магнитного поля буксируемых океанографических систем, а также в учебном процессе для демонстрации формы петли кабеля и исследования ее характеристик.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

Ha фиг,1 представлена конструкция устройства; на фиг,2 — его блок схема; на фиг.3 — шестой ползун с двумя отверстиями и фиксатором; на фиг.4 — взаимное расположение гибких металлических петель и катушки индуктивности измерительного индукционного датчика; на фиг.5 — петля кабеля буксируемой океанографической си стемы.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 моделирования внешних воздействий, состоя щий иэ первой гибкой металлической петли

1 с диэлектрическими шариками 3, диэлект рического каркаса 4, диэлектрических пла,нок 5 и 6, диэлектрических блоков 7 и 8, ;нитей 9 и 10, грузов 11 — 14, диэлектриче ской планки 15, ползунов 16 — 18, нитей 19 и 20, диэлектрических колец 21 и 22, первую ,вертикальную рейку 23, кронштейны 24, ползуны 25 и 26, карандаш 27, вторую гибкую металлическую петлю 28, форма кото.рой аналогична первой металлической петле 2, плоскую диэлектрическую пластину

29, вторую вертикальную рейку 30, шестой ползун 31 с фиксатором 32, четвертую диэлектрическую планку 33, обойму 34 с катушкой 35 индуктив ности, блок 36 моделирования характеристик магнитного поля кабеля, состоящий из металлического кольца 37 и задающего индукционного датчика 38, выполненного в виде катушки 39 индуктивности, блок 40 регистрации, измерительный индукционный датчик 41, также выполненный в виде катушки индуктивности, и генератор 41 переменного напряжения (фиг.1 и 2), Ползун 31 имеет два сквозных отверстия 42 на передней и задней его стенках (фиг.3), а обойма 34 — штыри 43 (фиг,4), Устройство работает следующим образом. благодаря введению в устройство второй гибкой металлической петли, плоской диэлектрической пластины, второй вертикальной рейки 4, шестого ползуна, а также новым конструктивным связям. 5 ил.

Прежде чем приступить к работе, устанавливают линейный и силовой масштабы моделирования, рассматривая уравнение катенарной кривой ВОС (1) и цепной линии

5 ЬОс (2) с началом координат в точках О (фиг.1 и 5): где Т вЂ” напряжение вдоль буксируемого кабеля ВОС;

15 г — погонное гидродинамическое сопротивление буксируемого кабеля, обтекаемого жидкостью со скоростью v под углом 90;

Х и Y — координаты буксируемого кабеля

ВОС, принимающего при буксировке со ско20 ростью ч форму катенарной кривой (1), с началом координат в точке О (в этом случае весом кабеля в воде пренебрегают);

tq — горизонтальная составляющая натяжения цепочки ЬОс, образованной гибкой

25 металлической петлей 2 (цепочки); х и у — координаты цепочки, принимающей в поле силы тяжести g форму цепной линии (2) с началом координат в точке О, Из выражений (1) и (2) следует, что фор30 ма буксируемого кабеля ВОС будет подобна форме цепочке ЬОс. если выполняются условия:

40 где(и L — длина цепочки ЬОс и буксируемого кабеля ВОС;

m — линейный масштаб.

Условие (3) соблюдается и для прило. женных к буксируемому кабелю сил, напри45 мер, отводящего аппарата: г! "г г2 } (5)

Р r P

Кроме того, сказанное справедливо и для отрезков кабеля AB и АС, т.е. в потоке жидкости они также принимают форму кате1614022

10 нам Т,г, Р1, Р2, у

Нх4 Нх!

Нхх

35

45

50 нарной кривой (1) и их моделируют также цепочками аЬ и ас.

В соответствии с выбранным линейным масштабом mlt = L< берут гибкий провод 2 (с грузиками-шариками 3) с любой погонной массой у (при этом диэлектрические шарики 3 могут быть нанизаны или привязаны).

Затем согласно (3) и (5) рассчитывают вес.р1 и р2 грузиков 11 — 14 по заданным величиСобирают узлы устройства согласно фиг.1 и 2. Кольца 21 и 22, грузы 11 — 14 подвешивают при помощи быстросьемных элементов (например, крючков). Поскольку грузы 11 и 12 имитируют горизонтально со- 15 ставляющую сил Р1 отводящих аппаратов, то, перемещая ползуны 17 и 18 по направляющим планкам 5 и 6 с блоками 7 и &, располагают нити 9 и 10 горизонтально. В этом случае гибкая петля 2 (аЬОс) с шариками 3 принимает форму буксируемой петли кабеля, На пластине 29 выкладывают вторую металлическую петлю 28 (например, гибкий провод) по форме, аналогичной форме пер- 25 вой металлической петли 2, Вторую гибкую петлю 28 подключают к выходу генератора

41 переменного напряжения встречно-параллельно гибкой петле 2.

Для определения градиентов (например, Нхх по оси ОХ) магнитного поля петли кабеля АВОС, перемещая по планке 33 ползун 31 и в переднем сквозном отверстии 42рейку 30, устанавливают пластину 29 в положение, при котором гибкие петли 2 и 28 располагаются по оси OX на расстоянии ЛХ (фиг,2 и 4), запитывают гибкие петли 2 и 28 переменным током i от генератора 41 переменного напряжения (например, звукового. генератора), размещают задающий индукционный датчик 38 на каком-то расстоянии от оси металлического кольца 37, устанавливают при помощи рейки 23 обойму 34 с катушкой 35 в плоскости измерения, отстоящие на заданном расстоянии от плоскости петель 2 и 28, и путем перемещения ползуна

16 (вправо-влево) по планке 15 находят точку, в которой наблюдают по блоку 40 регистрации компенсацию заданной датчиком

38 величины напряженности магнитного поля. Эту точку отмечают карандашом 27 на миллиметровке (бумаге), которую предварительно крепят на основание каркаса 4. Значение градиента Н,х получено за счет подключения петель 2 и 28 на вход генерато- 55 ра 41 перемен ного тока встречно-последовательно и противоположного направления тока в них. При таком подключении измерительный индукционный датчик 35 производит измерение разности напряженностей .

Нх4 — Нхк

Далее при помощи ползунов 25 и 26 сдвигают планку 15 (вверх или вниз) на некоторое расстояние и снова путем передвижения (влево-вправо) полэуна 16 находят точку, в которой наблюдается компенсация поля. Эту точку отмечают карандашом на миллиметровой бумаге, Так поступают несколько раз, Поскольку задающий датчик 38 остается на месте, т.е. величина напряженности задающего поля остается постоянной, то отмеченные точки соответствуют изолинии напРЯженности Нх4 — Нхi магнитного поля петли кабеля. Поделив полученное значение напряженности изолинии на известное расстояние Л Х, находят величину градиента

Аналогичным образом поступают при определении градиентов по осям OY и OZ, т.е. Нуу и Н . Для этого при помощи пластины 29 устанавливают гибкую петлю 28 относительно гибкой петли 2 на расстояние Л Y . и Л Z (фиг.4), а катушку (измерительный индукционный датчик) 35 — по оси OY u OZ.

Формула изобретения

Устройство для моделирования обтекания водой кабеля буксируемой океанографической системы по авт,св. М 1316014, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены. дополнительная гибкая металлическая петля, плоская диэлектрическая пластина, вторая вертикальная рейка, шестой ползун, четвертая диэлектрическая планка, причем дополнительная гибкая петля имеет идентичную основной гибкой металлической петле форму, закреплена на плоской диэлектрической пластине и подключена первым и вторым выводами соответственно к второму и первому выходам генератора переменного напряжения, шестой ползун кинематически соединен с четвертой диэлектрической планкой, которая установлена на верхней стойке диэлектрического каркаса, вторая вертикальная рейка продета через вертикальное сквозное отверстие шестого ползуна и жестко соединена с . плоской диэлектрической пластиной.

1614022

1614022

1614022

Р

Р

Составитель А.Маслов

Редактор А.Масловский Техред М,Моргентал Корректор T.Ïàëèé

Заказ 3893 Тираж 563 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101