Способ определения профиля течения буйковым комплексом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)4 С 01 Р 5 САНИЕ ИЗОБРЕТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС 110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(72) В.М.Кушнир и А.Ф.Петрухнов (71) Морскойгидрофиэический институт АН Украинской ССР(56) Авторское свидетельство СССР В 792144, кл. С 01 Р 5/00, 1978.Фомин Л.М. Вертикальная структура течений по данным измерений на полигоне в Тропической Атлантике. Атлантический гидрофиэический полигон, - Сб. "Метеоролог и гидрофиз.исследование", М.: Наука, 1974,. с. 130-151.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРТЕЧЕНИЯ БУЙКОВЫМ КОМПЛЕКСОМ путеизмерения направления и скороститечения по глубине в ограниченно 801177746 А по глубине .слое воды с помощьюизмерителей течения, расположенныхв этом слое и закрепленных на участке якорной линии буя, измеренияглубины исследуемого района и интерполяции профиля течения по глубине до дна, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностипри определении профиля течения додна, дополнительно измеряют кривизнуотдельных участков якорной линиии среднюю глубину положения каждогоучастка, по которым определяют зависимость кривизны якорной линииот глубины, затем определяют этузависимость по математической модели, описывающей зависимость кривизны якорной линии от профиля течения, и при совпадении этих зависи"мостей определяют искомый профильтечения по глубине до дна.1 1 1 Т 374Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованопри проведении акеанографических исследований для определенияхарактеристик течения в океанах иморях.Целью изобретения является повышение точности определения профилятечения до дна при измерениях харак"теристик течения в ограниченном .1 Ослое воды.На фиг. 1 показан буйковый комплекс с измерителями течения в слоеЬ, обеспечивающий выполнение операций способа; на фиг. 2 - вертикальный профиль течения, измеренный в слое И (А - для плоского по"тока; А - для пространственногопотока), на фиг. 3 - вертикальныйпрофильплоского А и пространственного А потоков и профили соответственно Б и Б , полученные методоминтерполяции до дна, на фиг. 4 участок Д -Д якорной линии, на котором закреплены измерители Д-Д тече ния, на фиг. 5 - привиэна Кдлявсей якорной линии, полученная методом расчета по математической модели(плоский вариант); на фиг. 6, - верти- .кальный профиль течения (плоский ва- ЗОриант - В 2, пространственный вариант - В") при других значеннях параметров а, н) формулы интерполяции;на фиг. 7 - якорная линия, кривизнакоторой Кщсоотнетствует профилютечения, показанного на фиг. 6.Способ осуществляется следующимобразом.Измеряют глубину Н района поста-,новки буйкового комплекса 1 с судна2, используя эхолот (фиг.1) .Далее измеряют скорость и направление (характеристики) течения спомощью измерителей 3 течения, подвешенных на якорной линии 4 буя ирасположенных в слое воды Ь. На,фиг, 1 измерители обозначены Дн, глубина измерителя Е, глубина районапостановки Н (заглавные буквы соштрихом относятся к пространственно" 5 б му случаю).По .показаниям измерителей Дн течения строят (определяют) вертйкальный профиль А течения в слое Ь (фиг. 2) . 55Осуществляют интерполяцию тече-ния Ч но глубине для слоев, неохватйваемых измерениями, и получают6 гпрофиль Б от последнего измерителя Дн до дна (фиг.З), В результате измерения и интерполяции получают профиль течения АБ (фиг.3), назовем его профилем В. Интерполяцию осуществляют, например, по формулеа(Е- Е) Е 4 Е 4 Ен (1) при условииа(Е н - Е;)(2) где 7. - вектор скорости течения,измеренный последним измерителем;Е н - глубина, охватываемаятросом якорной линии буяЕ; - глубина расположения измерителей течения;Е - координаты глубины,а, и - параметры формулы интерполяции,Интерполяцию осуществляют следующим образом.Присваивают значение и, (причемй0)например Н = 1, и1 илии .с 1, и определяют соответствующие значения а и интерполяционнуюкривую Б (фиг.З), которая полученаприп 1.Измеряют кривизну К участка якорной линии ДД, на котором закреплены измерители течения. Для этогомогут быть использованы несколькометодов. По показаниям измерителей гидро- статического давления, установленным на каждом измерителе течения, определяют глубины Е; их установки. Используют показания измерителя длины якорной линии, полученные при установке приборов 21. Для каждого участка буйрепа определяют угол ка". сательной а по соотношению ю;= агссов л Е;/й 1; и затем определяют кривизну К участка якорной линии, среднюю для двух соседних участков или для участка якорной линии, на котором установлено три прибораф ф 2 1К -(3)По показаниям температуры в сос таве каждого прибора и по среднему профилю температуры для района исследования находят глубину местонахождения каждого прибора. Далее опре1177746 4Осуществляют сравнение расчетной 1зависимости К Р = Е(Я) с измеченной К = Е(Ь), Если разность между этими значениями больше суммарной погрешности (фиг.4 и 5)1 0 3деление кривизны участка буйрепа выполняют аналогично.На участке якорной линии, где установлены измерители течений, устанавливают инклинометры, измеряющие пространственный угол наклона участка буйрепа.По данным показаний двух соседних инклинометров, ;находят прнращение угла касательной к якорной линии 4 о, а по данным измерителя длины якорной линии - длину участка между инклинометрами 4 Р, Кривизна участка определяется по соотношению К = Ы/ 4 1.Иожно определять кривизну К для каждого отрезка ДД , Д 2 ДЗ Д Д; участка ДДп и найти средч=пнюю кривизну участка Д 1 Дп (фиг.4).Измеряют среднюю глубину 1 положения участка Д 1 Дякорной линии. При этом в. соответствии с используемым методом измерения кривизны участка якорной линии используют показания измерителей гидростатического давления, установленные на измерителях течения, а среднюю глубину Ь, соответствующую кривизне К, находят по соотношению г+ г+ + 2;+2Ье3 30 показания измерителей температуры в сотаве каждого измерителя скорости и средний для районаисследования профиль температуры, по которым на" ходят глубину измерителей, а среднюю З 5 для участка глубину находят по соотношению (4), а также показания измерителей глубины в составе инклинометров и определение средней глубины по соотношению (4). 40По измеренным данным определяют зависимость кривизны участка ДД от глубины Ь, т.е. определяют К = Е(Ье).По заданным инструментальным по грешностям измерения элементов кривизны и средней глубины участка якорной линии находят величину погрешности определения характеристики К = й(Ь 2), т.е. величину ЬК. 50Используя полученный профиль течения В 1 (фиг.З) и характеристики якорной линии: длину 1, диаметр тро" са Ы, размеры измерителей течения и другие, осуществляют расчет кривизны Кдякорной линии по модели, описывающей зависимость кривизны якорной линии от профиля течения. 441+4 КРРивизна К блш К 1 ибольше Ь у (участок ДД находитсяглубже, чем этот участок ДДн Рпри.расчете), то расчетная кривизна иизмеренная кривизна якорной линиибуя не совпадают и, следовательно,не совпадают иР профили течения (на1 фиг. 5 2 Р и 2 - расчетные величины).Используя полученные результатыприсваивают другое значение параметрам интерполяции и (находят а), например и (1. В результате интерполяции получают вертикальный профильБ течение (фиг.б).Повторяют предыдущую операциюиспользуя профиль течения В 1 (фиг.б)и получают другую расчетную кривизну2якорной линии Кд(фиг. 7) . Сравнивают полученные расчетные значенияК в зависимости от Ь у с иэмеренныР2ми К в зависимости от п для участка д 1 Р 2 и 42 и находят, что разностьмежду вычисленной КР = Г(Ь) и изР1меренной К = Г(Ь) характеристикамименьше суммарной погрешности 4аК+4 КР .На фиг. 7 пунктиром показана кривизна участка АХп. При этомпрофиль течения, показанный на фиг.бявляется искомым профилем течения,Р Ртак как профили К 2 и К и Ьу 2 и Ьуидентичны, т.е. при этом профиле течения (фиг,б) совпадают кривизна иглубина расположения по глубинеучастка троса якорной линии (фиг.7),а это возможно только тогда когданайденный профиль течения (фиг.б)совпадет с действительным профилемтечения в исследуемом районе океана.На фиг. 7 г - 2 - расчетные данРные при новом значении и формулыинтерполяции.При данном способе используютсяшироко применяемые технические средства, например датчики давления вибрационного типа ДДВи ДДВ,измерители течения и температуры -прибор ДИСК, измерители длиныякорной линии - блок-счетчик сэлектрическим выходом, инклинометрытипа фзиических маятников с электрическими выходами,акт Тираж 897 Государственного делам изобретений сква, Ж, Раушскаомыт откр 35,н Пат г. Уагород, ул. Проектная Филиал Заказ 5547/45ВНИИПИ орректор Л.Бескид ПодписиСССРй4/5