Устройство для моделирования трехмерных однородных потоков

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) а) За)0 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕТ СССРИ ОТНЯТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 378885, кл, 0 06 0 7/57, 1971.2. Авторское свидетельство СССРВ 305487, кл, 0 06 0 7/57 1969(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ОДНОРОДНЫХ ПОТОКОВ, 4 содержащее блок задания составляющихтрехмерного потока модель обтекаемого тела, выполненную из диамагне-.,тика, магнитопровод, выполненный ввиде трех взаимно перпендикулярныхстержней, на каждом из которых расположена обмотка индуктивности, первые выводы всех обмоток нндуктивностиподключейы к шине нулевого потенци. ала, вторые выводы обмоток индуктивности соединены с соответствующимивыходами блока задания составляющихтрехмерного потока, блок регистрации,первый и второй измерительные индукционные датчики, выходы которых под. -ключены соответственно к первому ивторому входам блока регистрации,контрольный индукционный датчик, вы"ход которого подключен к третьемувходу блока регистрации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, каж"дый стержень магнитопровода выполнен.в виде трехсекционного параллелепипеда, внешние секции параллелепипедавыполнены сплошными, а взаимно пересекающиеся внутренние - полыми, вцеитре которых размещена модель об, текаемого тела, блок задания состав,ляющих трехмерного потока состоит иэ,трех согласующих усилителей, девятипеременных резисторов, трех трансФорматоров, трех операционных усили телей, трех усилителей тока и генератора ультразвуковой частоты, выход, которого подключен к входам первого, второго и третьего согласующих уси" лителей, выходы которых соединены с подвижными контактами соответственно первого, второго и третьего перемен" ных резисторов, выводы .первого переменного резистора подключены к первым выводам четвертого и пятого переменных резисторов, выводы второго переменного резистора соединены с первымювыводами шестого и седьмого переменных резисторов, выводы третьего переменного резистора подключены к первым выводам восьмого и девятого переменных резисторов, вторые выводы чет- Р вертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого переменных резис 1 торов объединены между собой и подключены к шине нулевого потенциала, .первые выходы первичных обмоток первого, второго и третьего трансФорма- торов подключены к первичным контактам соответственно четвертого, шес- того и восьмого переменных резисторов, ,вторые выводы первичных обмоток первого, второго и третьего трансформаторов соединены с подвижными контактами соответственно пятого, седьмого и девятого переменных резисторов, Первые выводы вторичных обмоток травсФюрматоров подключены к шине нулевого потенциала, вторые- выводы вторич- ных обмоток первого, второго и третьего трансФорматоров соединены с входа ми соответственно первого, второго и третьего операционных усилителей, выход: которых подключены к входам соответственно первого, второго итретьего усилителей тока, выходы которых являются соответственно первыми, вторымн и третьими выходами блока задания составляющих трехмерного потока.Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, предназначено для моделирования трехмерныходнородных потоков и может быть использонано для решения задач аэрогидромеханики. 5Известно устройство для моделирования аэродинамических характеристиклетательных аппаратов, содержащеемагнитную кабину, модель исследуемого объекта, блок питания, индукцион Оные датчики,.коммутаторы, нуль-индикатор, блок контроляшифраторы,нычислительный блок 1 .Недостатком этого устройства является то, что оно имеет низкое быстро.действие при моделировании динамически изменяющихся трехмерных однородных потокон,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для моделирования трехмерныхпоступательно-циркуляционных потоков,содержащее блок задания составляющихтрехмерного потока, модель обтекаемого тела, выполненного из диамагнетика, магнитопровод с катушками индук тивности, блок регистрации, измерительные и контрольные измерительныеиндукционные датчики 2 .Недостатком известного устройстваявляется то, что для изменения углов 30набегания потока на модель, необходимо выполнигь трудоемкую операциюпо дискретному выставлению на координатном устройстве углов установкимодели относительно кабины, что огРаничивает функциональные возможностиустройства при моделировании динамически изменяющегося трехмерного пото,ка.Целью изобретения является порышение точности и быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блокзадания составляющих трехмерного потока, модель обтекаемого тела, выпол ненную из диамагнитика, Магнитопровод, виполненный в виде трех взаимно- перпендикулярных стержней, на каждом из которых расположена обмотка индуктинности, первые выводы нсех обмоток индуктивности .подключены к шине йуленого потенциала, вторые выводы обмоток индуктивности соединены с соответствующими выходами блока задания составляющих трехмерного потока, блок регистрации, первый и второй измерительныеиндукционные датчики, выходы которых подключены соответственно оперному и второму входам блока регистрации, контрольный иН- дукционный датчик, выход которого 60 подключен к третьему входу блока регистрации, каждый стержень магнитопровода выполнен в виде трехсекционного параллелепипеда, внешние секции параллелепипедов выполнены сплошными,А 5 а взаимно пересекающиеся внутренние полыми, в центре которых Размещена модель обтекаемого тела, блок задания составляющих трехмерного потока состоит из трех согласующих усилителей, девяти переменных резисторов, грех трансформаторов, трех операционных усилителей, трех усилителей тока и генератора ультразвуковой частоты, выход которого подключен к входам первого, второго и третьего согласующих усилителей, выходы которых соединены с подвижными контактами соответственно первого, второго и третьего переменных резисторов, выводы первого переменного резистора подключены к первым выводам четвертого и пятого переменных резисторов, .выводы второго переменного резистора соединены с первыми выводами. шестого и седьмого переменных резисторов, выводы третьего переменного резистора подключены к первым выводам восьмого и девятого переменных резисторов, вторые выводы четвертого, пятого, шестого, сецьмого, восьмого и девятого переменных. Резисторов объединены между собой и подключены к шине нулевого потенциала, первые выводы пер-. вичных обмоток первого, второго и третьего трансформатров подключены к подвижным контактам соответственно четвертого, шестого и восьмого переменных резисторов, вторые выводы перничных обмоток первого, второго и третьего трансформаторов соединены с подвижными контактами соответстненно пятого, седьмого и девятого пеРеменных резисторов, первые выводы вторичныхобмоток трансформаторов подключены к шддне нулевого потенциала, вторые выводы вторичных обмоток первого, второго и третьего его трансформаторов соединены с входами соответственно первого, второго и третьего операционных усилителей, выходы которых подключены к входам соответственно первого, второго и третьего усилителей тока, выходы которых являются соответственно первыми, вторыми и третьими выходами блока задания составляющих трехмерного потока.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - схема блока задания составляющих трехмерного потока.Устройство содержит стержни магнитопровода 1-3, катушки 4-6 индуктивности, модель обтекаемого тела 7, измерительные индукционные датчики 8, контрольный индукционный датчик 9:, блок 10 регистрации, блок 11 задания составляющих трехмерного потока, который содержит генератор 12 ультразвуковой частоты, согласующие усилители. 13-15, переменные резисторы 16-24, трансформаторы 25-27, операционные усилители 28-30 и усилители 31-33 тока.Устройство работает следующимобразом,Каждый стержень магнитопровода1-3 выполнен в виде трехсекционногопараллелепипеда, внешние секции параллелепипеда выполнены сплошными, 5а взаимно пересекающиеся внутренние -полыми, так что в центре образуешьсямагнитная кабина, в которой размещается модель 7 обтекаемого тела,взаимно пересекающиеся катушки 4-6 10индуктивности запитываются от блока 11 задания составляющих трехмерного потока, Каждая из составляющихмагнитной кабины создает трехмерныепоступательно-циркуляционные потоки,которые складываются в рабочем объеме кабины и образуют результирующийпоступательно-циркуляционный магнитный поток величины и, направлениякоторого задаются величинами,и фазами электрических токов, протекающих 20.в катушках 4-6 индуктивности, В определяемых поставленной задачей точкахвозмущенного. моделью 7 потока устанавливаются измерительные индукционные датчики 8 и в зоне невозмущенного потока на бесконечности устанавливается трехкомпонентный контрольный индукционный датчик 9, по показаниям которого определяется амплитудаи угол результирующего потока относительно неподвижной в пространствекабины модели. Блок 11 задания составляющих трехмерного потока содержитгенератор 8, служащий для полученияпеременного сигнала ультразвуковой ,З 5, частоты и три идентичных электрических цепочки управления сигналами,поступающими на каждую из трех катушек 4 и 6 индуктивности. Каждаяуправляющая цепочка содержит согласующий усилитель 13-15, имеющих высо-.ковольтный вход для развязки сигналов на выходе генератора 12, амплитудно-фаэоинверсный регулятор напеременных резисторах 16-18 и трансформаторе 25 или на переменных реэисторах 19-21 и трансформаторе 26,или на переменных резисторах 22-24и на трансформаторе 27, блок подстройки фазы, выполненный на операционных усилителях 28-30, и усили-тели 31-33 тока,Амплитудно-фазоинверсный регулятор работает следующим образом.В среднем положении движков спаренных резисторов 16 и 18 равногономинала, потенциалы на движкахравны и электрического тока черезпервичную обмотку не будет, придвижении движков вверх или вниз отсрецней точки амплитуда проходящегосигнала увеличивается, при переходедвижков через,средние точки фаза сигнала инвертируется, т.е. изменяетсяна 180 С,. Таким образом, с помощьюспаренных потенциометров вручнуюобеспечивается заданная направлен"ность и амплитуда магнитного потокана каждую из составляющих трехмерногопотока. Подстроечные резисторы 17,20 и 23 служат для точной настройкица ноль проходящего сигнала в среднем положении движков переменных резисторов 16, 18 (19, 21 и 22, 24),так как номиналы последних не могутбыть совершенно одинаковыми. Операционные усилители 28-30 служат дляподстройки сигналов на синфазность,так как возможны сдвиги по причиненекоторого разброса параметров цепочки уйравления, Усилители 31-33 токаобеспечивают усиление и согласованиесигналов, поступающих на каждую изсоответствующих трехмерного потока,Один из выносныхучастков параллелепипеда (например по квадрату а, Ь,с, й) делается съемным для обеспечения доступа в рабочий куб магнитной кабины. Если к амплитудно-фазоинверсному регулятору подключитьпрограммное устройство, то становится возможным изменение амплитуд .иуглов вектора суммарного магнитногопотока от трех составляющих.по сложным законам, что приводит к расши-рению круга задач аэрогидродинамикиполета,Технико-экономический Эффектзаключается в том, что изобретениепо сравнению с известными техническими решениями обладает более высокими точностью и быстродействием.Рыб 06 одписно илиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул. ная, 4 аз 9309/44 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035; Москва, Жвенного комитета СССРтений и открытий5, Раущская наб., д.