Устройство для задания граничных условий четвертого рода

 

О П и С А Н И Е (11)960853

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцмалистичесиих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 14. 12 . 79 (21) 2850993/18-24

{5t)М. Кл.

G 06 G 7/44 с присоединением заявки М

3Ьаударстеенны1 камнтет

СССР пп делам хзобретеннй н атерытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень Мт 35

Дата опубликования описания 23. 09. 82

{53) УДК 681. 333 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М. О. Чабан и И.9. Калинин

ВСЕСОл,)ЗНАЯ

IIATEHTII0ТЕХИКЧЕС)ИЯ т ogggy jro

Центральный научно-исследовательский инстит использования водных ресурсов (7I ) Заявитель (54) УСТРО()СТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ГРАНИЧНЫХ

УСЛОВИЙ ЧЕТВЕРТОГО РОДА

Изобретение относится к электро- аналоговому моделированию и может найти применение при решении различных задач теории поля методом моделирования (задач по гидромеханике, 5 теории теплопроводности, теории упругости, диффузии, фильтрации и т.д,) в области мелиорации, водоснабжения, региональной гидрогеологии, теп- ., лотехнике, строительстве и другихобластях.

Потоки подземных вод имеют различные виды границ, которые могут быть естественными и искусственными, проницаемыми и непроницаемыми, внутренними и внешними. Влияние границ и граничных условий сущест.венным образом отражается на гидродинамических особенностях потоков ° .На этих границах в зависимости от zo характера движения подземных потоков могут существовать различные граничные условия. Граничные условия первого рода задаются в виде значений напора или закономерности его изменения H=f(t). Граничные условия второго рода обычно характери зуются расходом потока Q=f(t). Граничные условия третьего рода выражают линейную зависимость расхода от разности напоров с1=КО/ао(Н -Н ).

На границах сочленения двух неоднородных по проницаемости водоносных пластов имеет место граничное условие четвертого рода, которое выражает условие неразрывности напоров и потоков. Его можно представить в виде

Ет Н=Е1Н Е)тп К =Е К

Зн . ан д2

2.- 21 О X — ь2. 2 Z 2- 2 +

Р)

Запись z z означает, что функция рассматривается на границе со стороны первого слоя, при z < z„, а г-ьх.1 о, значит, что z ) zq - граница рассматривается со стороны второго слоя °

3 9608

Условия (1 ) охватывают большое число частных случаев. Они учитывают перетекание между слоями, напорное подпитывание из соседнего водоносного слоя через слабопроницаемую 5 прослойку или из слабопроницаемого подстилающего слоя бесконечной мощ-, ности.

Известно устройство для задания граничных условий, содержащее электропроводную бумагу, электроды и источник питания >13.

Недост ат ком устрой ст ва я вля ет ся невозможность задания граничных условий четвертого рода, 15

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для задания граничных условий, включающее в себя модель из электропроводной бумаги разных сор- © тов, склеенных по границе, блок питания и приборы для измерения токов и напряжений L2).

Недостатками известного устройства являются невозможность замера (кон- 25 троля) силы тока, протекающего через склеенную границу; значительные деформации поля в зоне наложения листов друг на друга, сложность и неудобство склеивания границ сложной конфигурации, невозможность повтор<ого использования данной модели при варьировании различным соотношением удельных сопротивлений моделируемых пластов необходимость изготовления спе1

35 циального электропроводного клея с определенным удельным сопротивлением; электропроводный клей вносит дополнительные погрешности в процессе моделирования в самой зоне склеивания и вблизи ее; эксперимент можно проводить только после полного Bblcbl хания клея.

Цель изобретения - повышение точности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для задания граничных условий четвертого рода, содержащем модель из электропроводной бумаги выполненную в виде двух плас1

56 тин с различным удельным сопротивлением, подключенных к источнику питания, две пластины с различным удельным сопротивлением установлены между верхней и нижней прижимными диэлектрическими пластинами, жестко скре55 пленными между собой, причем верхняя прижимная диэлектрическая пластина охватывается по периметру раздвижными металлическими скобами, подключенными к выходу. устройства.

На чертеже изображена схема устройства для задания граничных условий четвертого рода.

Устройство, которое реализует задание граничных условий четвертого рода, имеет прижимные нижнюю диэлектрическую пластину 1, верхнюю диэлектрическую пластину 2 с раздвижными металлическими скобами 3. Обе пластины жестко скреплены прижимными винтами 4. На нижней пластине расположена модель 5 из электропроводной бумаги, выполненная в виде двух пластин с различным удельным сопротивлением, между которыми имеется зазор 6. Скобы выполнены таким образом, ° что возможно через их отводы 7 замерять силу электрического тока амперметром 8.

Устройство работает следующим образом.

Для задания граничных условий на ни>кнюю пластину 1 накладывают модель

5 из двух, пластин с различным удельным сопротивлением, которые не должны соприкасаться. Затем на эту границу в соответствии с ее сложной конфигурацией в плане накладывают верхнюю пластину 2 со скобами 3, которые с помощью прижимных винтов 4 надежно прикручивают к нижней пластине 1, тем самым осуществляя контакт скоб 3 с моделью 5. При подключении модели

5 к источнику 9 питания с помощью коммутационных проводов 10 и шин 11 на моделируемой границе реализуется граничное условие четвертого рода.

Использование изобретения позволит по сравнению с известным устройством осуществлять контроль за силой тока, протекающего через различные участки моделируемой границы, сократить время на проведение эксперимента, увеличить точность получаемых результатов, многократно использовать всю модель или ее отдельные части.

Формула изобретения

Устройство для задания граничных условий четвертого рода, содержащее модель из электропроводной бумаги, выполненную в виде двух пластин с различным удельным сопротивлением, подключенных к источнику питания, 960858,5 отли чающееся тем, что, с целью повышения точности, в нем две пластины с различным удельным сопроти влением установлены между верхней и нижней прижимными диэлектрическими пластинами, жестко скрепленныи между собой, причем верхняя прижимная диэлектрическая пластина охватывается по периметру раздвижными металлическими скобами, подключенными к выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карплюс У. Моделирующие устройства для решения задач теории

Ю поля. М., "Иностранная литература", 1962, с. 160.

2. Фильчаков П.Ф. и Панчишин В.И.

Интеграторы ЭГДА. Моделирование потенциальных полей на электропроводной бумаге. Киев, изд-во АН УССР.

1961, с. 22 (прототип).

Составитель И.Дубинина

Редактор Т. Киселева Техред Е.Харитончик Корректор Н. Буряк

Заказ 72 / 1 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,