Устройство для моделирования процессов турбулентности

 

О П И С А Н И Е пц 53394I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.05.75 (21) 2133212/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 18.11.76 (51) М. Кл.- "G 06G 7/57

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.333(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Д. Тищенко, А. А. Зори, Г. Д. Фесивский, Н. Г. Киреев и В. 3. Карчикян

Донецкий государственный университет (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ

ТУРБУЛЕНТНОСТИ

Изобретение относится к области моделирования гидродинамических процессов.

Известны устройства для моделирования гидродинамических процессов, в которых определяют и коэффициент перемежаемости, содержащие фильтр верхних частот, пороговое устройство и интегратор, измеряющие суммарное время ZAt;, в течение которого уровень сигнала турбулентности превышает уровень установленного порога (1, 2).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, содержащее фильтр верхних частот, ко входу которого подключен вход устройства, а выход фильтра верхних частот соединен с первым входом порогового блока, ко второму входу которого подключен блок управления порогом и интегратор, выход которого соединен с выходом устройства (3).

Недостатком этого устройства является низкая точность моделирования, так как эта точность зависит от уровня установленного порога.

Целью изобретения является повышение точности моделирования. Поставленная цель достигается тем, что оно содержит два генератора одиночных импульсов, блок управления длительностью импульсов и элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу порогового блока, а выход соединен с первым входом интегратора, первый генератор одиночных импульсов одним входом подключен к выходу порогового блока, а выходом — ко второму входу элемента «ИЛИ», второй генератор одиночных импульсов одним входом соединен с выходом элемента ИЛИ, а выходом со вторым входом интегратора, а блок управления длительностью импульсов соединен со вторыми входами генераторов одиночных импульсов.

Блок-схема устройства изображена на чертеже.

Сигнал турбулентности проходит через фильтр верхних частот 1 и поступает на вход

15 порогового блока 2, уровень порога которого устанавливается с помощью блока управления порогом 3. Выход порогового блока 2 соединен с первым входом элемента ИЛИ 4, а также с одним из входов первого генератора

2ц одиночных импульсов 5, выход которого подключен ко второму входу логического элемента ИЛИ 4, Выход элемента ИЛИ 4 соединен с первыми входами интегратора 6 и второго генератора одиночных импульсов 7, выход ко25 торого подключен ко второму входу интегратора 6.

Вторые входы генераторов одиночных импульсов 5 и 7 соединены с выходом блока уп равления длительностью импульсов 8. Выход

Зо интегратора является выходом устройства.

533941

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Преобразованный фильтром 1 сигнал турбулентности поступает на вход порогового блока 2, уровень порога которого установлен блоком управления 3. При превышении установленного уровня порога сигнал с выхода порогового блока 2 поступает на элемент ИЛИ

4. Задним фронтом выходного сигнала порогового блока 2 запускается первый генератор одиночных импульсов 5. Длительность вырабатываемых генератором 5 импульсов устанавливается блоком управления длительностью импульсов 8.

Сигнал с генератора 5 поступает на второй вход элемента ИЛИ 4, длительность импульса на выходе которого определяется длительностью «пачки» турбулентности во входном сигнале и длительностью одного (последнего) импульса заполнения генератора 5.

Для получения истинной длительности «пачки» турбулентности на инверсный (вычитающий вход интегратора 6 кроме импульса от элемента ИЛИ 4 на первом входе интегратора подается импульс от .второго генератора одиночных импульсов 7, длительность которого равна длительности импульсов заполнения генератора 5. Генератор 7 запускается по окончании каждой «пачки» турбулентности.

Значение напряжения на выходе интегратора за время наблюдения пропорционально суммарной длительности «пачек» турбулентности, т. е. коэффициенту перемежаемости.

За счет введения дополнительных элементов — двух генераторов одиночных импульсов, блока управления длительностью импульсов, элемента ИЛИ вЂ” ко времени турбулентного движения относятся не только интервалы времени превышения сигналом уровня порога, но и паузы внутри турбулентного сигнала, длительность которых меньше длительности импульсов генератора одиночных импульсов. Так как «пачки» сигнала на входе порогового блока получены после прохождения сигналом фильтра верхних частот, то вероятность появления пауз в «пачке» больше значения обусловленного граничной частотой фильтра, очень мала. Эта частота и определяет требуемую длительность импульсов заполнения генератора одиночных импульсов, Устройство заполняет прямоугольными импульсами турбулентные паузы. Суммарное

)0 !

50 время турбулентного движения определяется как временем превышения сигналом заданного уровня, порога, так и временем «пауз», принадлежащих турбулентному движению. Длительность каждой турбулентной «пачки» сигнала прп этом увеличивается на величину, равную длительности одного (последнего) импульса заполнения.

При вычитании из длительности каждой

«пачки» длительности одного импульса заполнения с помощью второго генератора одиночных импульсов и применения второго входа шьтегратора получают более точное значение длительности турбулентной «пачки».

Формула изобретения

Устройство для моделирования процессоз турбулентности, содержащее фильтр верхних частот, ко входу которого подключен первый вход устройства, выход фильтра верхних частот соединен с первым входом порогового блока, ко второму входу которого подключен блок управления порогом, и интегратор, выход которого соединен с выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности моделирования, оно содержит два генератора одиночных импульсов, блок управления длительностью импульсов и элемент

ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу порогового блока, а выход соединен с первым входом интегратора, первый генератор одиночных импульсов одним входом подключен к выходу порогового блока, а выходом ко второму входу элемента ИЛИ, второй генератор одиночных импульсов одним входом соединен с выходом элемента ИЛИ, а выходом— со вторым входом интегратора, а блок управления длительностью импульсов соединен со вторыми входами генераторов одиночных ими льсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Sadborn V. Measurements of intermittency

of turbulent motion in à boundary layer. — Jourпаl of Fluid Mechanics, 1959, Х 6.

2. Гiedler Н, I lead М. R. Intermittency

measurements in the bonndàãó layer. — Iournal

of Гluid Mechanics. 1966 noh 25, part 4.

3. Хэскестанд Дж. «Термоанемометрические измерения в плоской турбулентной среде.—

«Гlрикладная механика» (труды АЗМЕ серия

E), 1965 М 4 (прототип) .

533941

Составители С. Громов»

Тсхрсд В. Рыбакова

Редактор В. Левитов

Корректор Т. Добровольская

Заказ 2373/6 Изд. ¹ 1766 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2