Устройство для моделирования плоских полей

 

Союз Советских

Соцналмстимеских

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯБТЕДЬСТВУ (») 492S8$ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено03.06.74 (21) 2029811/18-24 с присоединением заявки №(51) М. Кл. (,= 06 с 7/44

Гасударственный намнтет

Саветв Инннстрав СССР па делам нэааретеннй н аткрытнй (23) Приоритет (Р) УДК 681.333. (088.8) (43) Опубликовано 25.11,75Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования опнсания23.12.75

А. О. Дитман, И. М. Гражданов, С. М. Филатов и А. Н. Филиппов изобретения (?1) Заявитель

Ленинградский институт водного транспорта (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЛОСКИХ ПОЛЕЙ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для изучения плоских поступательно-циркуляционных потоков при обтекании профилей.

В известном устройстве для модулирования двух мерных циркуляционных потоков при моделировании плоских циркуляционных потоков используется прямая математическая аналогия между циркуляционным потоком поля скоростей и квазиста- 10 ционарным электрическим полем, являющимся суммой двух полей: потенциального, создаваемого в проводящей среде с помо» шью электродов и индуцируемого тороидальными электромагнитами, магнитный поток 15 которых сцеплен с этой средой.

Однако это устройство позволяет непо- средственно измерять на модели только потенциал, циркуляцию и напряженность электрического поля. Функция потока при этом может быть определена лишь расчетом или графическим построением линий тока.

Устройство питается от сети переменного тока частотой 50 гц, что при изме- )1 26 рениях малых напряжений вызывает допол нительные трудности, обусловленные зашитой от. помех. Так как в качестве проводящей среды . применяюеся алюминиевая фольга, ток, текущий по подводящим проводам, весьма значителен, и при изме« рениях возникают погрешности из-за наличия, вихревых токов, индуцируемых магнитным полем подводящих проводов.

Дополнительные усложнения установки вызваны необходимостью ее питания от се- ти трехфазного тока.

Цель изобретения - повысить точность моделирования.

Предлагаемое устройство содержит фазорасщепитель, первый и второй усилители мощности, соединенные с выходом фа - зорасшепителя, подключенную к блокам резисторов систему проводников, уложен ных бифилярно и соединенную со вторичньтми обмотками трансформаторов, первичные обмотки которых подключены к выходам первого и второго. усилителей мощности, подвижные дискретные электроды, усили-! тель, последовательно соединенные пер492888 вый фазовращатель и фазовый детектор,— подключенный к цифровому вольтметру, другой вход которого через усилитель соединен с переключателем, цепочки по следовательно соединенных дополнитель ных фазовращателя, регулятора напряжения и усилителя мощности, подключенных соответственно к повышенным дискретньп t электродам, и к тороидальным трансформ торам, причем входы всех фазовращателе .и фазорасщепителя соединены с соответс ву ющими выходами генератора.

Для повышения точности моделировани. модель исследуемой области состоит из . двух листов алюминиевой фольги, располо. женных в параллельных областях один от другого. Листы модели подключены к источникам питания так, что s них создаются противоположно направленные электрические поля и, следовательно, внешнее магнитное поле всей системы отсутствует

В зазоре между листами магнитное поле будет плоскопараллельпым, что позволяет достаточно точно получить функцию потока электрического поля модели, если измерять магнитное поле при помощи измерительных датчиков. Питание устройства частотой 400 гц существенно повышает помехоустойчивость измерительной схемы и точность при измерении величин-аналогов. Создание в каждом из листов двух взаимно-перпендикулярных полей, находящихся по фазе в квадратуре позволяет изменить направление набегающего потока относительно исследуемого профиля, не изменяя его положения, путем поворота фазы опорного напряжения измерительной схемы.

На чертеже дана функциональная схема устройства для моделирования плоских полей, Модель исследуемой области выполнена иэ двух листов алюминиевой фольги 2 и 3, расположенных один над другим в параллельных плоскостях на малом расстоянии друг от друга.

Системы стационарных дискретных элект родов 4, установленных равномерно по всем кромкам листов 2 и 3, подключены через блоки резисторов 5, необходимые для выравнивания токов через систему стационарных электродов 4 к обмоткам трансформаторов 6. Причем к одному иэ этих трансформаторов 6 подключены электроды 4, расположенные по продольным кромкам листов 2 и 3, а к другомуэлектроды, расположенные по поперечным кромкам листов. При этом верхний 2 и нижний 3 листы запитаны встречно, т. е. токи от обмоток трансформаторов 6 как для питания продольных, так и поперечпых ! электродов 4 будут противоположно направленными. Каждая пара электродов 4 расположена по обе стороны листа симмет.рично относительно продольной (поперечной) стороны листа и питания от отдельной ,обмотки трансформатора 6, что обеспечи» .вает сохранение однородности двух полей как продольного,так и поперечного. Причем все питающие проводники к системам ста ционарных дискретных электродов 4, установленных на листах 2 и 3, выложены бифилярно.

Сигналы на трансформаторы 6 поступа15 ют через усилители мощности 7 и фазорасщепитель 8 от генератора 9. От этого же генератора 9 получают питание тороидальные электромагниты 10 и системы . подвижных дискретных электродов 11 чещ реэ соответствующие цепочки, состоящие . из фазовращателей 12, регуляторов напряжения 13 и усилителей мощности 14.

Цифровой Вольтме Гр 1 5 соединен с выходом на цифропечатающий блок 16.

Сигналы на вход цифрового вольтметра

15 поступают or фазового детектора 17, к которому через усилитель сигнала 18 и переключатель 19 подключены измерительные датчики 20, установленные на

30 модели 2 (или между листами 2 . и 3 ) исследуемой области. Опорное напряжение на фазовый детектор 17 подается также от генератора 9 через фазовращатель 21, Работает устройство следующим обрл35 зом. При подаче напряжения в листах

2 и 3 модели 1 при помощи стационарных дискретных электродов 4 создаются про,тивоположно направленные электрические поля. Эти поля создаются при помощи

40 трансформаторов 6 от усилителей мощности 7. Причем в каждом листе 2 и 3 создаются два взаимно перпендикулярных поля одинаковой интенсивности со сдвигом по фазе на 90, создаваемым с помощью о

45 фазорасщецителя 8, Фазы полей, создаваемые тороидальными электромагнитами

10 и и подвижными дискретными электродами 11, сдвигаются относительно потенциальных полей в листах 2 и 3 на 45 с

50 помощью фаэовращателей 1 2. Интенсивность же этих полей регулируется соответствующими регуляторами напряжения 13 °

Величины аналогов измеряются при помощи фазочувствительной измерительной

55 схемы, основным регулируемым элементом которой является цифровой вольтметр 15, на входе которого фазовый детектор 17 выделяет проекцию на опорное напряжение полного вектора напряженности

6 поля в модели 1, получаемую с измери492 888 й

5 тельного датчика. Таким образом, поворачивая фазу опорного напряжения с помо-. щью фазоврашателя 21, выбирается соответствующее направление проекции полного вектора на опорное напряжение. Это позволяет, не меняя положение исследуемого профиля относительно модели 1; поворачивать направление набегающего потока.

Выполнение условия Жуковского-Чаплин гина возможнй после установления нужно- )p

ro угла атаки профиля (при помощи фазовращателя опорного напряжения 12) регуляторами напряжения 13, компенсируя проекцию вектора, даваемую потенциальным полем, проекцией вектора, получаемой у тороидальными электромагнитами 10, Аналогично поступают при работе с дискретными источниками питания.

Предмет изобретения

1. Устройство для моделирования плоских полей, содержащее модель исследуемой области с установленными по ее гра ницам соединенными с блоками резисторов электродами, противофазные трансформаторы, генератор, измерительные датчики, установленные на модели исследуемой области н соединенные с переключателем, е

6 цифровой вольтметр, соединенный с цифро» i печатающим блоком, о т л и.,ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно содержит фазорасшепитель, первый и второй усилители мощности, соединенные с выходами фазорасщепителя, подключенную к блокам р зисторов, соединенные со вторичными об-. мотками противофазных трансформаторов, первичные .обмотки которых подключены к выходам первого и второго усилителей мощности, подвижные электроды, усилитель, последовательно соединенные первый фазоврашатель и фазовый детектор, подключенный к цифровому вольтметру, дру-,, гой вход которого, через усилитель соеди»: нен с переключателем, цепочки последовательно соединенных дополнительных. фазоврашателя, регулятора напряжения и усилителя мощности, подключенных соответственно к подвижным электродам и к тороид льным трансформаторам, причем входы фазовращателей и фазорасщепителя соединены с соответствующими выходами генератора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю» щ е е с я тем, что в нем модель исследуемой области выполнена в виде двух параллельно установленных листов электро проводного материала.

492888

Заказ 38" Р5

Изд. М ) jg$

Тираж 679

Подписное

ЦНИИПИ Государственного ко (итета Совета Министров СССР по делам изобр . ений и открытий

Москва, 113035, аушская наб., 4

Преднриятне «Патент», Моски;, Г-59, Бережковская наб., 24

Составитель З.Белан

Редактор Н дднцдович Техред И.1 аранлашова 1 оpp " op 7.фисенко