Способ гашения гравитационных волн в жидкости и устройство для его осуществления

 

Иэобретейие касается гидрофизическик измерений и может быть использовано для гавения отраженных гравитацион1шх волн (поверхностных и внутренних) в опытовык бассейнах. Цель изобретения - упрощение маневрирования преградой и упрощение конструкции. В бассейне 2 установлена отражакядая преграда, выполненная в виде нерастяжимой гибкой пленки 1, делящей бассейн на две части 3 и 4. Часть 3 бассейна 2 заполнена стратифицированной жидкостью и является рабочим объемом, басс ейна, а часть 4 является воздушной прослойкой между пленкой 1 и стенкой бассейна. Нижняя кромка пленки 1 жестко прикреплена к дну бассейна 2, а верхняя - посредством планки 5 и кривошипношатунного механизма соединена с реверсивным электроприводом 7, имеющим генератор 8 импульсов. Боковые кромки пленки 1 прикреплены к стенкам бассейна 2 с помощью собранной в складки 9 лавсановой пленки. Электроприводом 7 производят периодическое перемещение планки 5, натягивая и ослабляя пленку 1 с частотой; большей частоты волн в бассейне 2, что обеспечивает гашение как внутренних , так и поверхностных волн в бассейне . 2.с.п. ф-лы, 1 ил. i (Л С Од 00 00 ел

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ9Д

ПРИ ГКНТ СССР

asSUai> 14 с59 4 Е 02 В 3/06//а О1 М 10/00 (21) 4284935/29-15 (22) 15.07.87 (46) 07.03,89, Бюл. Ф 9 (71) Институт прикладной физики

AH СССР (72) В.В.Арабаджи (53) 627.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 586351, кл. 6 01 И 10/00, 1976, Авторское свидетельство СССР

9 1281619, кл. Б 02 В 3/06, 1985.

;(54) СПОСОБ ГЙИЕНИЯ ГРАВИТАЦИОННЫХ

ВОЛН В 39ЩЮСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩВСТВДЕНИЯ (57).Изобретение касается гидрофизическик измерений и может быть использовано для гашения отраженных грави.тационных волн (поверхностных и внутренних) в опытовых бассейнах.

Цель изобретения - упрощение манев рирования преградой и упрощение кон .струкции. В бассейне 2 установлена отражающая преграда, выполненная в виде нерастяжимой гибкой пленки 1, делящей бассейн на две части 3 и 4.

Часть 3 бассейна 2 заполнена стратифицированной жидкостью и.является рабочим обьемом .бассейна, а часть

4 является воздушной прослойкой между пленкой 1 и стенкой бассейна. Ниж" няя кромка пленки 1 жестко прикреплена к дну бассейна 2, а верхняя— посредством планки 5 и кривошипношатунного механизма соединена с реверсивным электроприводом 7, имеющим генератор 8 импульсов. Боковые кромки пленки 1 прикреплены к стенкам бассейна 2 с помощью собранной в складки 9 лавсановой пленки. Электроприводом 7 производят периодическое перемещение планки 5, натягивая и ослабляя пленку 1 с частотой; большей частоты волн в бассейне 2, что обеспечивает гашение как внутренних, так и поверхностных волн н бассейне. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. и 1 146385о 2

Изобретение относится к области ! гидрофизических измерений и может быть использовано для гашения отра-. женных гравитационных волн (поверхностных и внутренних) в опытовых бассейнах.

Изобретение обеспечивает режим бегущей волны для поверхностных и внутренних широкополосных волн в )Q бассейне, устраняя влияние стенок бассейна и, таким образом, расширяет возможность моделирования в бассейне океанических волновых процессов.

Цель изобретения " упрощение ма- 15 неврирования преградой и упрощение конструкции.

На чертеже изображен бассейн с устройством для гашения гравитационных волн в жидкости, аксонометрия.

Устройство содержит отражающую, преграду, выполненную в виде нерастяжимой гибкой пленки 1 и установленную в бассейне 2 перпендикулярно в плане направлению распространения волн. 35

Пленка 1 герметично разделяет бассейн

2 на две части 3 и 4. Часть 3 заполнена стратифицированной жидкостью и является рабочим объемом бассейна 2, а часть 4 является воздушной прослой- 1О кой между пленкой 1 и задней стенкой бассейна 2. Толщина а прослойки выбирается в соответствии с соотношением а > A » где Ао - амплитуда гори" зонтального смещения частиц в падающей волне. Возможно использование отражающей пленки 1 в качестве стенок

}бассейна 2. Нижняя кромка пленки 1 жестко прикреплена к дну бассейна 2, а верхняя закреплена на планке 5, торая находится над поверхностью жидкости. Планка 5 кинематически, например, с помощью кривошипно-шатунного механизма 6 соединена с реверсивным электроприводом 7, который 45 электрически связан с генератором 8 импульсов. Боковые кромки пленки 1 герметично прикреплены к боковым стенкам бассейна 2 с помощью подвиж" ного соединения посредством собранной в складки 9 лавсановой пленки.

Пленка 1 также может быть выполнена из лавсана.

Для обеспечения податливого состояния пленки 1 необходимо, чтобы давление, вызванное силой инерции ее собственной массы, много меньше давления падающей волны. Это достигается, если плотность р массы пленFa где х = -- — коэффициент растяжимосdl ти пленки 1;

F — сила натяжения пленки

1;

dl — удлинение пленки 1; ! Ь вЂ” горизонтальный размер пленки 1;

А — -амплитуда смещения частиц в падающей волне.

Для обеспечения жесткого состояния необходимо также, чтобы глубина прогиба а пленки 1 и длина падающей волны 1 удовлетворяли неравенству

«}, а (4)

М

Глубина прогиба а при этом связана с силой Fð натяжения пленки 1 в жестком состоянии соотношением

a -- -"- — --- — — « (5)

Fî 9>3

Для обеспечения скачкообразного изменения состояния пленки 1 необходимо, чтобы время ь переключения из одного состояния пленки 1 в другое

1 было связано с периодом Т = — соотf (6) ношением

Это обеспечивается при выполнении соотношения

Я

2 L Ap (7.)

К g л Д где F - сила воздействия привода на пленку 1. ки 1 и ее толщина h связаны с максимальным значением горизонтальной составляющей ускорения А частиц в падающе волне и амплитудой P давления в последней соотношением

Ag y„h «P. (1)

Для обеспечения податливого состояния необходима также гибкость пленки, что достигается, если модуль

Юнга Е материала пленки, коэффициент

Пуассона материала пленки 1, амплитуда горизонтальной составляющей А о смещения частиц в падающей волне, глубина слоя жидкости Н в бассейне

2 были связаны соотношением

P .32 Eh (С т — -т»- (2)

А„ 5(1 — 4) Н

Для обеспечения жесткого состояния пленки 1 необходимо, чтобы она была нерастяжима в натянутом состоянии. Это обеспечивается при выполнении соотношения

° х" 7 A э (2)

Р Н 3 (3) о

1463850

В исходном состоянии пленка 1 деформирована гидростатическим давлением жидкости, но при выполнении неравенства (5) эта статическая дефор5 мация много меньше длины волны, т.е. фаза падающей волны однородна на поверхности пленки 1 и по отношению к падающей волне пленка 1 является вертикальной отражающей преградой. 10

Условие (5) гарантирует также малость прогиба пленки 1 падающей волной. Таким образом, в исходном состоянии пленка 1 отражает падающую волну как жесткая вертикальная преграда. С помощью генератора 8 вырабатывают управляющие сигналы типа

1 меандр с периодом Т= — . Эти импульf

20 Формула изобретения

ЭО дится при этом в жестком состоянии, которому соответствует коэффициент отражеи ния по давлению R +1. В момент t= —" f

2f в соответствии со сменой фазы сигнала генератора 8 электропривод 7 за время ослабляет натяжение пленки

1 до нуля, что приводит пленку 1 в податливое состояние, которому соот40 ветствует коэффициент отражения по давлению R= — 1, В податливом состоянии пленка 1 пребывает в течение вреТ мейн от 1=

2 до. t= Т- ", свободно

45 падает вместе с жидкостью, причем деформации пленки 1 под действием падающих волн в податливом состоянии происходят на фоне статической дефор- мации. После этого в течение времени

Составитель А.Сергеев

Техред Л.Олийнык ° Корректор С.иекмар

Редактор О.Головач

Заказ 799/36 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101 сы поступают на вход электропривода

7. С помощью последнего посредством кривбшипно-шатунного механизма 6 и пленки 1 прикладывают силу F, величина которой выбрана в соответствии с соотношениями (5) и (7) и направленную перпендикулярно фронту падающей волны. Силу прикладывают

1 в течение времени t= «О — — 11

2f соответствующего определенной фазе меандра, например О. Пленка 1 нахопо сигналу с генератора 8 электропривод 7 подхватывает пленку 1, натягивает ее и возвращает опять в жесткое состояние и т.д, Время 1 смены состояний пленки 1 связано с постоянной времени i, электропривода 7 соотношением с, . В результате происходит модуляция фазы отраженных волн и преобразование вверх частот рассеянного поля. Вследствие вязкости жидкости высокочастотные волны сильно поглощаются и быстро спадают при удалении от пленки 1. Происходит гашение одновременно как внутренних, так и поверхностных волн независимо от их дисперсионных характеристик и модово-.. го состава.

1,Способ гашения гравитационных .волн в жидкости, включающий размещение в жидкости перепендикулярно на--. правлению распространения волн отражающей преграды и периодическое ее перемещение, отличающийся тем, что, с целью упрощения маневри- рования преградой, периодическое перемещение преграды осуществляют изменением ее состояния от жесткого до гибкого с частотой, большей частоты волн в жидкости.!

2,Устройство для гашения гравитационных волн в жидкости, включающее установленную в бассейне с жидкостью перпендикулярно направлению распространения волн преграду, кинематически соединенную с реверсивным электрбприводом, и генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкици, преграда выполнена в виде нерастяжимой гибкой пленки, соединенной нижней кромкой с дном бассейна, а верхней— с реверсивным электроприводом, причем генератор импульсов подключен к реверсивному электроприводу.