Устройство для моделирования трехмерных однородных потоков

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ОДНОРОДНЫХ ПОТОКОВ, .содержащее блок задания составляющих трехмерного потока, модель обтекаемого тела, выполненную из диамагнетика , магнитопровод, выполненный в виде трех взаимно перпендикулярных стержней, на каждом из которых расположена обмотка индуктлвности, первые выводы всех обмоток индуктивности подключены к шине нулевого пЪтенцидла , вторые выводы обмоток индуктивности соединены с соответствующими исходами блока задания составляющих трехмерного потока, блок регистрации, первый и второй измерительные индукционные датчики, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока регистрации, контрольный индукционный датчик, выход которого подключен к третьему входу блока регистрации, о т л и ч аю щ е-е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, каждый стержень магнитопровода выполнен. в виде трехсекционного параллелепи педа, внешние секции параллелепипеда выполнены сплошными, а взаимно пересекгисшиеся внутренние - полыми, в центре которых размещена модель об , текаемого тела, блок задания состав .ляющих трехмерного потока состоит из трех согласукацих усилителей, девяти переменных резисторов, трех трансформаторов , трех операционных усилителей , трех усилителей тока и генератора ультразвуковой частоты, выход . которого подключен к входам первого, второго и третьего согласующих усилителей , выходы которых соединены с подвижными контактами соответственно первого, второго и третьего переменных резисторов, выводы первого переменного резистора подключены к первым выводам четвертого и пятого переменных резисторов, выводы второго перекенного резистора соединены с первыми выводами шестого и седьмого переменных резисторов, выводы третьего переменного резистора подключены к первым выводам восьмого и девятого переменных резисторов, вторые выводы четin вертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого переменных резис (торов объединены меухду собой и подключены к шине нулевого потенциа а, первые выходы первичных обмоток первого , второго и третьего трансформаторов подключены к первичным контактам соответственно четвёртого, шеетого и восьмого переменных резисторов, Iвтйрле выводы первичных обмоток перD вого, второго и третьего трансфор:л маторов соединены с подвижными контактами соответственно пятЬго, седьмого 7) и девятого переменных рез«сторов, NO Первые выводы вторичных обмоток трансформаторов подключены к шине нулевого потенциала, вторыевыводы вторичных обмоток первого,второго и третьего трансформаторов соединены с входами соответственно первого, второго и третьего операцион1адх усилителей, ВЫХОДЫ которых подключены к входам соответств(гнно первого, второго и третьего усилителей тока, выходы которых являются соответственно первыми , вторыми и третьими выходами блока задания составляющих трехмерного потока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) зс59 с 06 G 7 57

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3476827/18-24 (22) 28.0?.82 (46) 23 ° 11.83. Вюл. 9 43 (72). В..К.Ошкуков и Ю ° К.Рябой .(53) 681.333(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 378885, кл, G 06 G 7/57, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 305487, кл. с 06 с 7/57„ 1969 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ОДНОРОДНЫХ ПОТОКОВ, содержащее блок задания составляющих трехмерного потока „модель обтекаемого тела, выполненную из диамагне.тика, магнитопровод, выполненный в виде трех взаимно перпендикулярных стержней, на каждом из которых расположена обмотка индуктивности, первые выводы всех обмоток нндуктивности подключейы к шине нулевого потенци. ала, вторые выводы обмоток индуктивности соединены с соответствующими выходами блока задания составляющих трехмерного потока, блок регистрации, первый и второй измерительные *индукционные датчики, выходы которых под.— ключены соответственно к первому и второму входам блока регистрации, контрольный индукционный датчик, выход которого подключен к третьему входу блока регистрации, о т л и ч аю щ е.е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, каж" дый стержень магнитопровода выполнен в виде трехсекционного параллелепипеда, внешние секции параллелепипеда выполнены сплошными, а взаимно пересекающиеся внутренние — полыми, в центре которых размещена модель об. текаемого тела, блок задания составляющих трехмерного потока состоит иэ, трех согласующих усилителей, девяти переменных резисторов, трех трансформаторов, трех операционных усили телей, трех усилителей тока и генератора ультразвуковой частоты, выход, которого подключен к входам первого, второго и третьего согласующих усилителей, выходы которых соединены с подвижными контактами соответственно первого, второго и третьего переменных резисторов, выводы первого переменного резистора подключены к первым выводам четвертого и пятого переменных резисторов, выводы второго переменного резистора соединены с первыьж выводами шестого и седьмого переменных резисторов, выводы третьего переменного резистора подключены к первым выводам восьмого и девятого переменных резисторов, вторые выводы чет- Ф вертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого переменных резис

1торов объединены между собой и подключены к шине нулевого потенциала, .первые выходы первичных обмоток пер вого, второго и третьего трансформа- торов подключены к первичным контактам соответственно четвертого, шес- того и восьмого переменных резисторов,, вторые выводы первичных обмоток первого, второго и третьего трансформаторов соединены с подвижными контактами соответственно пятого, седьмого и девятого переменных резисторов, Первые выводы вторичных обмоток травсформаторов подключены к шине нулевого потенциала, вторые- выводы вторич-t ных обмоток первого, второго и третьего трансформаторов соединены с входа ми =îîòâåòñòâåííî первого, второго и третьего операционных усилителей, выход„: которых подключены к входам соответственно первого, второго и третьего усилителей тока, выходы которых являются соответственно первыми, вторымн и третьими выходами блока задания составляющих трехмерного потока.

1056?26

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, предназначено для моделирования трехмерных однородных потоков и может быть использовано для решения задач аэрогидромеханики. 5

Известно устройство для моделирования аэродинамических характеристик летательных аппаратов, содержащее магнитную кабину, модель исследуемого объекта, блок питания, индукцион- 1Î ные датчики,.коммутаторы, нуль-индикатор, блок контроля,.шифраторы, вычислительный блок (1) .

Недостатком этого устройства является то, что оно имеет низкое быстро- 15 .действие при моделировании динамически изменяющихся трехмерных однородных потоков.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования трехмерных поступательно-циркуляционных потоков, содержащее блок задания составляющих трехмерного потока, модель обтекаемого тела, выполненного из диамагнетика, магнитопровод с катушками индук-25 тивности, блок регистрации, измерительные и контрольные измерительные индукционные датчики P2) .

Недостатком известного устройства является то, что для изменения углов 30 набегания потока на модель, необходимо выполнигь трудоемкую операцию по дискретному выставлению на координатном устройстве углов установки модели относительно кабины, что огра- З5 ничивает функциональные возможности ,. устройства при моделировании динамически изменяющегося трехмерного пото>,ка.

Целью изобретения является порышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блок задания составляющих трехмерного потока, модель обтекаемого тела, выпол- 45 ненную из диамагнитика, Магнитопровод,. выполненный в виде трех взаимноперпендикулярных стержней, на каждом из которых расположена обмотка индуктивности, первые выводы всех обмоток индуктивности .подключены к шине йулевого потенциала, вторые выводы обмоток индуктивности соединены с соответствующими выходами блока задания составляющих трехмерного потока, блок регистрации, первый и второй измерительные индукционные датчики, выходы которых подключены соответственно к"первому и второму входам блока регистрации, контрольный иНдукционный датчик, выход которого 60 подключен к третьему входу блока регистрации, каждый стержень магнитопровода выполнен в виде трехсекционного параллелепипеда, внешние секции параллелепипедов выполнены сплошными,АБ а взаимно пересекающиеся внутренние полыми, в центре -которых размещена модель обтекаемого тела, блок задания составляющих трехмерного потока состоит из трех согласующих усилителей, девяти переменных резисторов, грех трансформаторов, трех операционных усилителей, трех усилителей тока и генератора ультразвуковой частоты, выход которого подключен к входам первого, второго и третьего сог ласующих усилителей, выходы которых соединены с подвижными контактами соответственно первого, второго и третьего переменных резисторов, выводы .первого переменного резистора подключены к первым выводам четвертого и пятого переменных резисторов, .выводы второго переменного резистора соединены с первыми выводами. шестого и седьмого переменных резисторов, выводы третьего переменного резистора подключены к первым выводам восьмого и девятого переменных резисторов, вторые выводы четвертого, пятого, шестого, сецьмого, восьмого и девятого переменных. резисторов объединены между собой и подключены к шине нулевого потенциала, первые выводы пер-. вичных обмоток первого, второго и третьего трансформатров подключены к подвижным контактам соответственно четвертого, шестого и восьмого переменных резисторов, вторые выводы первичных обмоток первого, второго и третьего трансформаторов соединены с подвижными контактами соответственно пятого, седьмого и девятого переменных резисторов, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов подключены к шине нулевого потенциала, вторые выводы вторичных обмоток первого, второго и третьего его трансформаторов соединены с входами соответственно первого, второго и третьего операционных усилителей, выходы . которых подключены к входам соответственно первого, второго и третьего усилителей тока, выходы которых являются соответственно первыми, вторыми и третьими выходами блока задания составляющих трехмерного потока.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — схема блока задания составляющих трехмерного потока.

Устройство содержит стержни магнитопровода 1-3, катушки 4-6 индуктивности, модель обтекаемого тела 7, измерительные индукционные датчики 8, контрольный индукционный датчик 9:, блок 10 регистрации, блок 11 задания составляющих трехмерного потока, который содержит генератор 12 ультразвуковой частоты, согласующие усилители. 13-15, переменные резисторы

16-24, трансформаторы 25-27, операционные усилители 28-30 и усилители

31-33 тока.

1056226

Устройство работает следующим образом.

Каждый стержень магнитопровода

1-3 выполнен в виде трехсекционного параллелепипеда, внешние секции параллелепипеда выполнены сплошными, а взаимно пересекающиеся внутренние— полыми, так что в центре образуешься магнитная кабина, в которой разме щается модель 7 обтекаемого тела, взаимно пересекающиеся катушки 4-6 10 индуктивности запитываются от блока 11 задания составляющих трехмерного потока. Каждая из составляющих магнитной кабины создает трехмерные поступательно-циркуляционные потоки, которые складываются в рабочем объеме кабины и образуют результирующий поступательно-циркуляционный магнитный поток величины и, направления которого задаются величинами.и фазами электрических токов, протекающих .в катушках 4-6 индуктивности. В определяемых поставленной задачей точках возмущенного моделью 7 потока устанавливаются измерительные индукционные датчики 8 и в зоне невозмущенного потока на бесконечности устанавливается трехкомпонентный контрольный индукционный датчик 9, по показаниям которого определяется амплитуда и угол результирующего потока отно- 30 сительно неподвижной в пространстве кабины модели. Блок 11 задания составляющих трехмерного потока содержит генератор 8, служащий для получения переменного сигнала ультразвуковой, частоты и три идентичных электрических цепочки управления сигналами, поступающими на каждую из трех катушек 4 и 6 индуктивности. Каждая управляющая цепочка содержит согласующий усилитель 13-15, имеющих высо-. ковольтный вход для развязки сигналов на выходе генератора. 12, амплитудно-фаэоинверсный регулятор на переменных резисторах 16-18 и трансформаторе 25 или на переменных резисторах 19-21 и трансформаторе 26, или на переменных резисторах 22-24 и на трансформаторе 27, блок подстройки фазы, выполненный на операционных усилителях 28-30, и усили- тели 31-33 тока, Амплитудно-фазоинверсный регулятор работает следующим образом.

В среднем положении движков спаренных резисторов 16 и 18 равного номинала, потенциалы на движках равны и электрического тока через первичную обмотку не будет, при движении движков вверх или вниз от срецней точки амплитуда проходящего сигнала увеличивается, при переходе движков через .средние точки фаза сигнала инвертируется, т.е. изменяется на 180 С.. Таким образом, с помощью спаренных потенциометров вручную обеспечивается заданная направлен" ность и амплитуда магнитного потока на каждую из составляющих трехмерного потока. Подстроечные резисторы 17, 20 и 23 служат для точной настройки ца ноль проходящего сигнала в среднем положении движков переменных резисторов 16, 18 (19, 21 и 22, 24), так как номиналы последних не могут быть совершенно одинаковыми. Операционные усилители 28-30 служат для подстройки сигналов на синфазность, так как возможны сдвиги по причине некоторого разброса параметров цепочки уйравления. Усилители 31-33 тока обеспечивают усиление и согласование сигналов, поступающих на каждую из соответствующих трехмерного потока.

Один из выносных..участков параллелепипеда (например по квадрату а, Ь, с, d) делается съемным для обеспечения доступа в рабочий куб магнитной кабины. Если к амплитудно-фазоинверсному регулятору подключить программное устройство, то становится возможным изменение амплитуд .и углов вектора суммарного магнитного потока от трех составляющих по сложным законам, что приводит к.расши- рению круга задач аэрогидродинамики полета, Технико-экономический. эффектзаключается в том, что изобретение по сравнению с известными техническими решениями обладает более высокими точностью и быстродействием.

1056226

1056226.

Составитель B. Рыбин

Редактор В. Иванова Техред М. Гергель Корректор О. Билак °

Заказ 9309/44.. Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4