Устройство для определения параметров турбулентности

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТУРБУЛЕНТНОСТИ, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров, первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с входами блока сравнения , выход которого подключен к входу интегра ора, первый умножитель, первый вход которого соединен с вы- , ходом второго фильтра, выход первого умножителя подключен к входу первого квадратора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет определения масштаба диссипации, в него введены фильтр верхних частот и второй умножитель , причем выход второго фильтра соединен с входом фильтра верхних частот, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, выход интегратора явс ляется выходом устройства и подключен к второму входу второго умножите (Л ля, выход первого фильтра соединен и вторым входом первого умножителя.. ;. с х 1СЛ NP о. Ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕС-(ИХ

РЕ ПУБЛИК

MSD G 06 G 7 57

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

)(21 ) 3567833/18-24 (22 ) 23.03.83 (46 ) 30.05.84. Бюл. Р 20 (72 ) Е.И.Понкратов, Г.Д.Фесивский и A.E.Ýéäåëüìàí (71 ) Донецкий государственный университет (53 ) 681. 333 (088. 8 ) (56 ): 1. Авторское свидетельство СССР

l4 618754, кл. G 06 G 7/57, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3344897/24, кл. 0 06 G 7/57, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ТУРБУЛЕНТНОСТИ, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров, первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с входами блока срав„„яО„„дпщ2Я2 А нения, выход которого подключен к входу интегратора, первый умножитель, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра, выход первого умножителя подключен к входу первого квадратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет определения масштаба диссипации, в него введены фильтр верхних частот и второй умножитель, причем выход второго фильтра соединен с входом фильтра верхних частот, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, выход интегратора яв- д ляется выходом устройства и подключен к второму входу второго умножите- у,у ля, выход первого фильтра соединен с Ц ф вторым входом первого умножителя.."

1095202

Изобретение относится к гидро- и аэродинамике, а также к измерительной технике и может быть использоваI но для определения масштаба диссипации, характеризующего пространственную структуру турбулентности.

Известно устройство для вычисления параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выходы которого подключены к входам первого и второго фильтров, выход первого— соединен с первым входом сумматора, 10 выход которого соединен с первым входом регулируемого усилителя, выход которого через квадратор и интегратор подключен к первому входу блока 15 сравнения, выход которого через блокрассогласования подключен к второму входу регулируемого усилителя, выход которого через третий фильтр, второй блок сравнения и блок рассогласования подключен к первому входу умножителя, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра, а выход через переключатель соединен с вторым входом сумматора (1) .

25

Недостатками устройства являются плохие динамические качества, связанные с колебательным переходным процессом, и сложность, препятствующие расширению области применения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для определение параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выход З5 которого подключен к входам первого и второго фильтров, регулируемый усилитель, выход которого соединен с входом первого квадратора, усилитель, интегратор, переключатель, источник 40 опорногс напряжения и блок сравнения, второй квадратор и функциональный преобразователь, причем выход второго фильтра через второй квадратор соединен с раэмыкающим контактом переключателя, замыкающий контакт которого подключен к выходу источника опорного напряжения, подвижный контакт переключателя соединен с первым входом блока сравнения, выход которо-50 го через последовательно соединенные интегратор и усилитель подключен к входу функционального преобразователя и к первому входу регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра, вход функционального преобразователя является входом устройства (2).

Однако устройство не позволяет определить такой параметр, как масштаб диссипации, характеризующий 60 пространственную структуру турбулентности.

Цель изобретения — расширение области применения за счет определения масштаба диссипации. 65

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения параметров турбулентности, содержащее датчик полной скорости, выход которого подключен к входам первого и второго фильтров, первый и второй квадраторы, выходы которых соединены соответственно с входами блока сравнения, выход которого подключен к входу интегратора, первый умножитель, первый вход которого соединен с выходом второго фильтра, выход первого умножителя подключен к входу квадратора, введены фильтр верхних частот и второй умножитель, причем выход второго фильтра соединен с входом фильтра верхних частот, выход которого подключен к первому входу второго умножителя, выход которого соединен с входом второго квадратора, выход интегратора является выходом устройства и подключен к второму входу второго умножителя, выход первого фильтра соединен с вторым входом первого умножителя.

На чертеже представлена блок-схема устройства для определения параметров турбулентности.

Блок-схема включает датчик 1 полной скорости, первый фильтр 2, первый умножитель 3, первый квадратор

4, блок 5 сравнения, второй фильтр 6, фильтр 7 верхних частот, второй умножитель 8, второй квадратор 9, интегратор 10.

Устройство работает следующим образом.

Скорость потока V преобразуется датчиком 1 в электрическое напряжение 0, . Фильтры 2 и 6 выделяют по-. стоянную 0г и переменную 08, составляющие напряжения 0„ соответственно.

Напряжение 08 преобразуется фильтром

7, представляющим собой активный фильтр, собранный на операционном усилителе. Он используется в том частотном диапазоне, где выполняет дифференцирование входного напряжения:

dU

"Y= К где К,, U — коэффициент передачи и выходное напряжение

i-го блока соответственно, и подается на первый вход умножителя 8.

Контур отрицательной обратной связи замыкается напряжением, поступающим с выхода интегратора 10 на второй вход первого умножителя.

Таким образом, на первый вход блока 5 сравнения поступает напряжение ,щ,,г

" ="Я "т 8, ц "1О)

К второму входу блока 5 сравнения приложено напряжение

1095202 - „(Къ0, g<) Составитель И.Дубинина

Редактор М.Недолуженко Техред A.À÷

Корректор О.Тигор Заказ 3600/32 Тираж 699

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент" r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

В описанном контуре напряжение на выходе интегратора 10 изменяется во времени до тех пор, пока на его входе среднее напряжение установится, равным нулю. Это войство замкнутых систем с отрицательной обратной связью

Следовательно, среднее значение напряжения на выходе блока сравнения

5 будет равно нулю:! ИО,,д Б 9 7 8 8 о} ф("ЗН2 Д =О р бЕ где черта означает сглаживание.

Иэ равенства (4) следует, что на" пряжение Ц, пропорционально значению масштаба диссипации: а "э

K9 Kl. K8 ь )

Введение новых блоков и связей между ними позволило расширить о6 ласть применения устройств.