Устройство для моделирования обтекания водой самоходного плавсредства

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет учета гидродинамического поля веотикальных крыловых стоек. Устройство содержит блок моделирования объема самоходного плавсредства , выполненный в виде двух катушек индуктивности, блок моделирования объема ускоренного потока между корпусами плавсредства, выполненный в виде катушки индуктивности, блок моделирования гребных винтов, выполненный в виде двух соленоидов, и источник переменного напряжения, блок моделирования коэффициента гидродинамического давления, имеющий виток из электропроводящего материала , электромагнитно связанный с задающим индукционным датчиком, измерительный элемент, блок регистрации и блок моделирования глубины погоужения судна-катамарана, состоящий из плоского диэлектрического основания, вертикальных направляющих стоек и горизонтальной направляющей планки с ползуном и подпружиненным карандашом, обмотки с резисторами. 4 ил. . о S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (у) r, 06 (: 7/57

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1562943 (21) 4771155/24 (22) 19.12. >9 (46) 23,05-92. Вюл. t 19 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) А.А. Кондратович, Г.Г, Пиянзов. .В.ф. Журавлев. и Э.М. Давидов (53} 681..3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 15"2943, кл. (06 (: 7/57, 1988. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ОВТКК@НИЯ ВОДОЙ САМОХОДНОГО ПЛАВСРЕДСТВА (57} Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике. Цель изобретения - повышение точности мо-. делирования за счет учета гидродинамического поля вертикальных крыловых стоек. Устройство содержит блок моделирования объема самоходного плавИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике, может быть использовано для моделирования обтекания водой самоходных плав-", средств, в частности судов-катамара" нов, и является усовершенствованием устройства пп авт.св. Г 1562943.

Известно. устройство для моделирования обтекания водой самоходного плавсредства, содержащее блок регистрации, блек моделирования гребного винта, выполненный в виде первого. соленоида, источник переменного напряжения, первый выход которого под2 средства, выполненный в виде двух катушек индуктивности, блок моделиоования объема ускоренного потока между корпусами плавсредства, выполненный в виде катушки индуктивностк, блок моделирования гребных винтов,. выполненный в виде двух соленоидов, и источник переменного напряжения, блок моделирования коэффициента гидродинамического давления, имеющий виток из электропроводящего материа+ ла, электромагнитно связанный с задающим индукционным датчиком, измерительный элемент, блок регистрации и блок моделирования глубины погоужения судна-квтамарана, состоящий из плоского диэлектрического основания, вертикальных направляющих стоек и горизонтальной направляющей планки с ползуном и подпружиненным .карандашом, обмотки с резисторами. 4 ил .. ключен к первому выводу первого соленоида, измерительного элемента, первый.вывод которого подключен к .первому входу блока регистрации, блок моделирования объема самоходного плавсредства, выполненный в виде первой и второй. катушек индуктивности, расположенных соответственно на первом и втором диэлектрических каркасах, блок моделирования глубины пбгружения самоходного плавсредства, состоящий из плоского диэлектрического основания, трех диэлектричес ких направляющих стоек и диэлектри3 173 ческой горизонтальной планки, жестко— закрепленной на диэлектрическом основании, блок моделирования коэффициента гидродинамического давления, включающий виток из электропроводящего материала, и задающий индукционный датчик, которые связаны между собой индуктивно, причем в блоке моделирования глубины погружения самоходного плавсредства три диэлектри-. ческие направляющие стойки расположены перпендикулярно плоскому диэлектрическому основанию и жестко закреплены на нем, при этом вторая и третья диэлектрические направляющие стойки расположены на оси, параллельной длине плоского диэлектрического основания, первый и второй выводы индукционного датчика подключены соответственно к второму входу блока регистрации и второму выводу измерительного элемента, установленного с возможностью перемещения на горизонтальной .направляющей планке параллельно оси, на которой расположены вторая и третья диэлектрические направляющие стойки, причем измерительный индукционный датчик электромагнитно связан а первой и второй катушками индуктивности, установленными соответственно на первой и второй диэлектри, ческих направляющих стойках с возможностью передвижения вдоль них, на третьей диэлектрической направляющей стойке установлен первый соленоид,второй вывод которого подключен к первому выводу второй катушки индуктивности,.первый вывод витка из электропроводящего материала блока моделирования коэффициента гидродинамического давления - к второму выходу источника переменного напряжения, причем устройство дополнительно содержит четвертую и пятую диэлектрические направляющие стойки, третью

l катушку индуктивности, расположенную на диэлектрическом каркасе, установленном между первым и вторым ди" электрическими каркасами на четвертой диэлектрической направляющей стойке, расположенной на одной оси с первой.и второй диэлектрическими нап" равляющими стойками, и второй соле-ноид, установленный на пятой вертикальной направляющей .стойке, причем ось, на которой расположены первая и пятая диэлектрические. направляющие стойки, параллельна оси, на которой расположены вторая и третья вертикаль

gP7$ 4 стойками крылового профиля, то точность .моделирования недостаточна, так как не учитывается обтекание вертикальных стоек.

Таким образом, недостатком известного устройства является недостаточная точность моделирования ГДП полупогруженных катамаранов.

Цель изобретения - повышение точ- ности моделирования за счет учета

ГДП вертикальных крыловых стоек полупогруженного катамарана.

Поставленная цель достигается

3 тем, что в устройство для моделирования обтекания водой самоходного плавсредства введен блок моделирования крыловых стоек, расположенный поверх блока моделирования объема са40 моходного плавсредства, параллельно сбоку; на фиг.2 - принципиальная блок-схема устройства; на Фиг.3.схема блока моделирования глубины полупогруженного самоходного плавсредст> ва; на фиг.й - блок моделирования крыловых стоек, вид сбоку и разрез

10 !

20 ные направляющие стойки, вывод второй катушки индуктивности соединен через третью катушку индуктивности, второй соленоид и первую катушку индуктивности с вторым выводом витка из электропроводящего материала, при этом четвертая и пятая диэлектрические направляющие стойки жестко закреплены перпендикулярно основанию, катушки индуктивности и соленоиды расположены в одной плоскости, параллельной диэлектрическому основанию.

Известное устройство используют для изучения гидродинамического поля (ГДП) продольной составляющей

WÄ, .вызванно" скорост,и W и давления, возникающих при движении судов-катамаранов. Однако, когда необходимо исследовать ГДП полупогруженных катамаранов, имеющих погруженные торпедообразные корпуса с вертикальными его оси и выполненный в виде двух обмоток, нанесенных на диэлектричес— кие каркасы в Форме крыла, каждая из которых подключена через переменный резистор параллельно соответствующей катушке индуктивности блока моделирования объема самоходного плавсредства.

На Фиг.1 представлено полупогру- женное самоходное плавсредство, вид

А-А.

Устройство содержит блок 1 моделирования объема самоходного плав5 173 средства, выполненный в виде двух ка- тушек 2 и 3 индуктивности, блок 4 моделирования объема ускоренного потока между корпусами самоходного плавсредства., выполненный в виде катушки 5 индуктивности, блок 6 моделирования гребных винтов, выполненный в виде двух соленоидов 7 и 8, источник 9 переменного напряжения, блок 10 моделирования коэффициента гидродинамического давления, включающий виток из электропроводящего материала 11, электромагнитно связанный с задающим индукционным датчиком 12, измерительный элемент 13, блок 14 регистрации и блок моделирования глубины погружения самоходного плавсредства, состоящий из плоского диэлектрического основания 15, вертикальных направляющих стоек 16-20 и горизонтальной направляющей планки

21 с ползуном 22 и подпружиненным карандашом 23.

Модели корпусов самоходного плав средства выполнены в виде обмоток .катушек 2 и 3 индуктивности, нанесенных на диэлектрические каркасы.

Для моделирования ускорения потока между корпусами самоходного плавсредства применена третья катушка 5 индуктивности, расположенная между катушками 2 и 3, Все обмотки катушек

2,5 и 3 расположены соответственно на вертикальных направляющих стойках 16-18, причем расстояние между обмотками и их линейные размеры пропорциональны модулируемым величинам, Обмотки соленоидов 7 и 8 имеют переменный шаг намотки витков, уменьшающихся в направлении от обмоток катушек 2 и 3 к концу пропорционально коэффициенту попутного потока. 06мотки соленоидов 7 и 8 расположены соответственно на стойках ?0 и 19.

Обмотки катушек 2,3,5 соленоидов 7 и 8 включены между собой и в цепь источника 9 последовательно. При последовательном соединении обмоток катушек 2,5 и 3 обмотка катушки 5 имеет направление, противоположное направлению обмоток катушек 2 и 3, поскольку в моделируемом процессе ГДП давлений корпусов должны складываться. Аналогично, направление обмоток соленоидов 7 и 8 противоположно направлению намотки в обмотках катушек

2,5 и 3.

Для обеспечения моделирования

ГДП крыловь.х стоек полупогруженного

5874 б катамарана в устройство введен блок моделирования крыловых стоек, выполненный в виде двух обмоток катушек 24 и 25, каждая из которых нанесена на диэлектрической крыловой каркас 26 и

27, включена параллельно через переменный резистор 28 и 29 к соответствующим катушкам 2 и 3 индуктивности и установлена на соответствующей стойке 16 и 18.

4Б,L

СВ

Ь 2S< LV

CS V

45 где SL -пло

1 щадь модели и длина подводных корпусов;

V - скорость хода полупогруженного катамарана;

С и S †.коэффициент сопротивле"

2 ния и площадь вертикальных крыловых стоек.

Величины токов 1 и 1 определя» ются, например, по амперметрам, на

Ы

Для исследования продольной составляющей N> измерительный элемент

13 устанавливают по направлению движения V, т.е. по оси ОХ.

Устройство работает следующим образом.

-,Обмотки катушек 2,3,5,24,25 и соленоидов 7,8 модели обтекаемого тела устанавливают на направляющих стоек 16-20 на расстоянии Ь по вертикали от измерительного элемента 13, ;Величина h в масштабе соответствует

:глубине места, в котором необходимо ,определить картину обтекания. На ,обмотки катушек 2,3,5, 24,25, соленоидов 7,8 и виток 11 подается

25 переменно электрическое напряжение от источника 9. При прохождении переменного электрического тока по обмоткам катушек 2,3,5,24,25 и соле,ноидам 7,8 вокруг них создается пе ременное магнитное поле, имитирующее

ЗО согласно. магнитогидродинамичес кой аналогии, гидродинамическое поле скоростей У, вызванное набегающим потоком при обтекании подводных корпусов и крыловых стоек полупогруженного катамарана при работе его гребных винтов. При этом с помощью переменных резисторов 28 и 29 в обмотки катушек 24 и 25 подают ток i, а в обмотки 2 и 3 — ток i, определяемый

40 из соотношений

7 173

Перемещая на ползуне 22 измерительный элемент 13 по планке 21 и ос нованию 15, добиваются компенсации наведенных ЭДС в датчике 12 и измерительном элементе 13 и при помощи карандаша 23 ставят точку. Затем сдвигают пленку 21 и снова перемещением элемента 13 компенсируют наведенные ЭЛС. Так поступают, пока на миллиметровой бумаге, расположенной на основании 15, не получат ряд точек, по которым строят кривую равных значений Мх.

Переход от полученных значений

У к давлению Д р производят по форх муле р = P™x где P " массовая плотность воды; — скорость движения ПА-катамарана.

Затем изменяют высоту h и все операции повторяют. Получают новые кривые равных составляющих МХ и давлений на другой глубине.

Для получения семейства кривых равных значений Wx и давления (с разными значениями), изменяя положение датчика 12 относительно витка

5874

11, задают новые значения напряженности магнитного поля и строят новые изолинии И х, 5

В результате моделирования получают совокупность изолиний и изобар, хара ктеризующих ГДП полупогруженного катамарана, состоящего из подводных торпедообразных корпусов с вертикальными стойками крылового профиля.

Формула изобретения

Устройство для моделирования обтекания водой, самоходного плавсредства по авт.св. 8 15629ч3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет учета гидродинамического по2О ля вертикальных крыловых стоек, в него введен блок моделирования крыловых стоек, расположенных поверх блока моделирования объема самоходного плавсредства параллельно его оси и

2 выполненный в виде двух обмоток, нанесенных на диэлектрические каркасы в форме крыла, каждая из которых подключена через переменный резистор параллельно соответствующей катушке индуктивности блока, моделирования объема самоходного плавсредства.

1735874

1735874

Составитель В. Геча

Редактор В. Данко Техред M,Иоргентал

КорректорЛ.. Пилипенко

Заказ 1818 Тираж 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