Опытовый бассейн для гидродинамических испытаний моделей судов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) За я влено 23,12.81 (2 ) 3371728/27.11с присоединением заявки РЙ.001,5 (0888) Опубликовано 28.02,83. Бюллетень8Дата опубликования описания 28.02.83 де делан кзобретеннй и аткрнтий(54) ОПЫТОВЫЙ БАССЕЙН ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МОДЕЛЕЙ СУДОВ1Изобретение относится к судостроению, в частности к экспериментальной гидромеханике, и предназначено для исследования гидро- динамических характеристик моделей судов,Известны опытовые бассейны, содержащие заполненный водой канал, волнопродуктор, волногаситель и буксировочную тележку, на которой установлены модель судна, датчики геометрических и динамических параметров и преобразователи их в электрические сигналы 11.Однако в таких установках приходится производить весьма трудоемкую обработку результатов измерений, что приводит к удлинению сроков испытаний.Известны опытовые бассейны, содержащие заполненный водой канал, волнопродуктор, волногаситель и буксировочную тележку, на которой установлены модель судна, датчики кинематическнх параметров движения, о сил, их моментов, давлений и параметров волнения в электрические слгналы, коммутатор этих сигналов, аналого-цифровой преобразователь и процессор с внешними устройствами, подключенный через коммутатор ианалого-цифровой преобразователь к выходам измерительных преобразователей 2.Недостатком такого устройства являетсяневозможность автоматического определениямоментов записи ординат исследуемых процессов для последующего выполнения гармо.нического анализа, поскольку период исследуемых колебательных процессов являетсяпеременным и неизвестным до начала испы.таний. Это ведет к необходимости либо выполнения для каждого режима пробного про.бега, либо цифрового моделирования тауниверсальной цифровой вычислительной машине.Цель изобретения - повышение эффектив.,ности использования бассейна,Указанная цель достигается тема что иабуксировочной тележке дополнительно установлен блок формирования временных интервалов, причем вход этого блока соединен с выходом датчика параметров волнениява выход - с цифровой вычислительной машиной.5 О На фиг. 1 представлена схема бассейна;на фиг. 2 - один из вариантов схемиой реализации устройства формирования времен.ных интервалов.Оддьдтовьдй бассейн содержит заполненный 5 водой резервуар 1,/волнопродуктор 2, вол.ногаситель 3 и буксировочную тележку 4 с моделью 5 судна. На буксировочной тележ.ке 4 установлены измерительные преобразо.ватсли: скорости движения тележки 6, линейных и угловых перемещений 7, сил 8, моментов сил 9, давлений 10 и волнения 11 в электрические сигналы, коммутатор 12 этих сигналов, аналого-цифровой преобразо.ватель 13, цифровую вычислительную маши.ну 14 с внешними устройствами 15 и уст.ройство 16 формирования временных интервалов.Цифровая вычислительная машина 14 под.ключена через коммутатор 12 и аналого. 20 цифровой преобразователь 13 к выходам измерительных преобразователей 7 - 11. Вход устройства 16 формирования временных ин.тервалов .подсоединен к выходу измеритель.ного преобразователя 11 волнения, а вы ход - к цифровой вычислительной машине 14, связанной с внешними устройствами 15 ц устройством 16 формирования временных интервалов. Это устройство (фиг. 2) содержит формирователь 17, три триггера 18 - 20, ЗО генератор 21, делитель 22 частоты, элемент 23 задержки, два счетчика 24 и 25, регистр 26, схему 27 поразрядного сравнения двух чисел, четыре логических элемента И 28 - 31 и ддва логических элемента ИЛИ 32 и 33.35Формирователь 17 формирует сигналы, соответствующие началу каждого периода волнения. Делитель 22 частоты делит частоту следования сигналов, поступающих с генератора 21 на 12 или 16, или 24, или на40 другое целое число, устанавливаемое экспериментатором и равное числу ординат на период, необходимый для выполнения с за.данной точностью гармонического анализа.Работа бассейна происходит следующим образом.45В исходном положении буксировочнаятележка 4 находится в одном из концов резервуара 1. Волнопродуктор 2 и волногаситель 3 непожвижньд, поверхность воды це. взволнована. Затем, по сигналу экспериментатора, включадот волнопродуктор 2 и в заполнедпдом водой резервуаре 1 воз.пичкают волньд, которые распространяются от волнопродуктора 2 к волногасителю 3.Ълддогаситель 3 дасит во.дцьд, отраженные от ближайпдей к нему торцовой стенки ре.ад 1 щуара 1. Волны возлействудот ца пссле нуемукд моддель 5, вы юная се качку, Изме. рительные преобразователи 7 - 11 вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные ординатам исследуемых процессов.По сигналу экспериментатора запускают цифровую вычислительную машину 14 и устройство 16 формирования временных интервалов. На вход устройства 16 с измерительного преобразователя 11 волнения поступают электрические сигналы, пропорциональные изменяющимся во времени ординатам волнения. Устройство 16 формирования временных интервалов производит измерение каждого пе. риода волны, причем длительность предыдущего периода делится в этом устройстве на 12, 16, 24 или другое задаваемое экспериментатором количество равных частей, а в моменты времени, соответствующие оконча. нию каждого временного интервала, представляющего собой равную долю измеряе мого периода, устройство 16 формирования временных интервалов выдает в цифровую вычислительную мадпину 14 управляющие сигналы. С приходом каждого такого сигнала цифровая вычислительная машина 14 с помощью коммутатора 12 и ацалого.цифрового преобразователя 13 производит опрос и преобразование в цифровую форму показаний всех измерительных преобразователей.Затем, по сигналу экспериментатора вк 1 ддочаются двигатели буксировочной тележки 4, она вместе с моделью 5 начинает движение вдоль заполненного водой резервуара 1. При этом период измеряемых колебательных цро. цессов начинает постепенно увеличиваься (при попутном волнении) или уменьшаться (при встречном волнении) . В соответствии с этим изменяется и величина временных интервалов, вырабатываемых устройством 16 формирования временных интервалов. При достижении буксировочной тележкой 4 задан. ной скорости цифровая вычислительная маши. на 14 начинает размешать в своей памяти показания всех измерительных преобразователей 7 - 11, поступающие с аналого-цифрового преобразователя 13.В результате, в памяти цифровой вычис. лительной машины 14 формируется массив чисел, соответствующий ординатам исследуемых процессов. Показания измерительного пре образователя скорости движения тележки 6 усредняются, а показания измерительных преобразователей 7 - 11 колебательных прдддессов используются для гармонического адданиза ддддх процессов. После торможения буксировчцой тележки 4 результаты обработки печатаютсяна одном из внешних устройств 15 1 дддфро вой вычислитсльцой мадддидддя 14.Устройство формирования я 1 ч ьн нных нн Гервалов ддаботает слспудпддддм Од 11 чгдо".д5 10008При подаче сигнала "Пуск" триггеры счет.чиков 24 и 25, регистра 26, а также триг.геры 19 и 20 устанавливаются в О", атриггер 18 устанавливается в "1". Сигнал с выхода триггера 18 открывает логический элемент И 28. Очередной сигнал, соответствующий началу периода волнения и вырабатываемый формирователем 17, проходит через открытый элемент И 28 и переписывает в регистр 26 содержимое счетчика 24 (первый раз это содержимое равно "0"), а также поступает на вход элемента 23 задержки. Сигнал с выхода элемента 23 задержки проходит через логический элемент ИЛИ 32 и устанавливает триггеры счетчика 24 в, 15 "0". Этот же сигнал устанавливает триггер 19ЪЪЪЭВ результате, открывается логический элемент И 29 и через него на счетный вход счетчика 24 начинают поступать сигналы с 20 делителя 22 частоты. Одновременно с логическим элементом И 29 открывается логический элемент И 30. Следующий сигнал с выхода формирователя 17, соответствующий концу первого периода и началу второго 25 периода, проходит через логический элемент И 28 и переписывает в регистр 26 содержимое счетчика 24, соответствующее длительности первого периода, а затем сигналом с выхода логического элемента ИЛИ 32 триг. Зп геры счетчика 24 устанавливаются в "0", На счетный вход счетчика 24 продолжают поступать сигналы с делителя 22 частоты и в счетчике 24 формируется число, соответствующее длительности второго периода.35Кроме того, сигнал с выхода логического элемента И 28, соответствуклций началу второго периода, через открытый логический элемент И 30 поступает на триггер 20 и устанавливает его в "1". Сигнал с выхода триггера 20 открывает логический элемент И 31 и включает схему 27 поразрядного сравнения двух чисел. Через открытый логи.ческий элемент И 31 на счетный вход счетчика 25 начинают поступать сигналы с гене 45 ратора 21. При первом совпадении чисел, находящихся в регистре 26 и счетчике 25, на выходе схемы 27 поразрядного сравнения двух чисел появляется сигнал, который поступает на выход устройства, а также чсЫ рез логический элемент ИЛИ 33 устанавливает триггеры счетчика 25 в "0".Счетчик 25 вновь начинает считать сигналы, поступающие с выхода генератора 1.Затем происхолит второе совпадение чисел 17 6в регистре 26 и счетчике 25. Так как час. тота следования сигналов генератора 2 в и раз (п =12 нли 16, илн 24 н т.п,) больше частоты следования сигналов, поступак. щих на счетный вход счетчика 24, то совпадение чисел в регистре 26 и счетчике 25 происходит и раз. т.е. устройство формиро вания временных интервалов разделяет первый период на и равных частей и во время измерения второго периода выдает сигналы, соответствующие моментам окончания временных интервалов, на которые разделен первый период. Аналогичным образом делятся на и равных интервалов все последующие периоды. Сигналом "Стоп" триггер 18 устанавли. вается в "0", логическая схема И 28 закрывается и работа устройства прекращается.Использование предлагаемого устройства озволяет повысить эффективность использоания опытового бассейна.Формула изобретенияОпытовый бассейн для гидродинамическихиспытаний моделей судов, преимущественнона волнении, содержащий заполненный водойканал, волнопроОуктор, волногаснтель и буксировочную тележку, на которой смонтированы модель судна, датчики кинематическихпараметров движения модели, сил, их моментов, давлений и параметров волнения вэлектрические сигналы, коммутатор этихсигналов, аналого-цифровой преобразовательи цифровая вычислительная машина, подключенная через коммутатор и аналого-цифровойпреобразователь к выходам измерительныхпреобразователей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьпнения эффективности использования бассейна, на букси.ровочной тележке дополнительно установленблок формирования временных интервалов,причем вход этого блока соединен с выхо.дом датчика параметров волнения, а выход -с цифровой вычислительной машиной.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Русецкий А. А. Оборудование и организация гидродинамических лабораторий. Л.,"Судостроение", 1975, с. 50-65.2, Тогп 1 уапза Тет. а. ТЬе геенн ЯЬр в 1 оде Вагап о 1 1 Ье ТЯО НевсагсЬ 1 абога 1 огев.Ьрроп Косап ТесЬпса герог 1 онегвеав, ВертегпЬег, 1978, р, 91 -103 (и р пчи ) .ПХЮ 817ИПИ Заказ 1 Збб/42 Тираж 871 Подписноелиан ППП Патент , г.Ужгорол,ул.Проектная,4