Способ электрического моделирования циркуляционного обтекания тел, на основе электрогидродинамической аналогии, при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги

" фУ, 148279 Класс 42 тп, 1442 с, 27 42 с, 10 65 а, 10 о СССР ИСАНИНА ИЗОЬКТКНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ одписная группа1. А. Рязано НИЯНОВЕ ПРИННЫ,СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВА ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ОБТЕКАНИЯ ТЕЛ НА ОС ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АНАЛОГИИ.ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВА ФОЛЬГИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОЙ БУМАГЗаявлено 16 ноября 1961 г. за750604/26омитет по делам изобретений и открытий при Совете Минис в СССР публиковано в Бюллетене изобретений12 за 1962 Известны способы электрического моделирования на основе электрогидродинамической аналогии.Предлагаемый способ электрического моделирования циркуляционного обтекания тел на основе электрогидродинамической аналогии при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги отличается от известных тем, что для определения картины поля и его скоростей при пространственном обтекании тел циркуляционным потоком жидкости модель вытачивают из диэлектрика и вместе со встроенным в нее тороидальным трансформатором погружают в электролитическую ванну. Электроды ванны подключают к источнику переменного напряжения, синфазного с вихревым электрическим полем, созданным встроенным тороидальным трансформатором, а интенсивность вихревого поля согласуют с электрическим полем, созданным электродами ванны, в соответствии с условием жуковского-Чаплыгина.Для моделирования обтекания решетки крыловых профилей и обтекания крыловых профилей, расположенных вблизи свободной поверхности жидкости, создают вихревое электрическое поле несколькими тороидальными трансформаторами, сердечники которых имеют разрез, модели крыловых профилей вырезают в листах фольги, а внешнее потенциальное электрическое поле создают опдельным трансформатором.Для моделирования циркуляционного обтекания направляюших насадок в условиях работы гребного винта вихревое электрическое поле создают тороидальным трансформатором, а электрическое поле, анало148279гичное полю скоростей, созданному гребным винтом, - системой электродов клиновой электролитической ванны.На фиг, 1 показано расположение тороидального трансформатора в модели кольцевого крыла (направляющей насадки); на фиг, 2 - схема установки, предназначенной для решения плоских задач с применением электропроводной бумаги; на фиг, 3 - расположение модели в электролитической ванне с наклонным дном (длиновой ванне),Описываемый способ основан на применении квазистационарного вихревого электрического поля, аналогичного циркуляционному потоку жидкости, что позволяет непосредственно без применения дополнительных шин реализовать на модели вихревую схему Жуковского. В случае одиночного профиля вихревое электрическое поле создается с помощью одного тороидального трансформатора, сцепленного с моделью, а в случае решетки профилей - системой таких трансформаторов. Согласование полей, в соответствии с условием Жуковского-Чаплыгина, не требует последовательных приближений и не вызывает затруднений при моделировании решетки профилей,Сопоставляя соответствующие величины, характеризующие индукционное электрическое поле электромагнита, включенного в цепь переменного тока, в однородной проводящей среде и в поле скоростей в циркуляционном потоке, установлена полная аналогия этих полей вне их вихревого пространства, В связи с этим, если область пространства, занимаемая проводящей средой, геометрически подобна области течения жидкости, а сердечник электромагнита - вихревому шнуру, то имеет место электрическая модель пространственного циркуляционного потока. Так, например, используя тороидальный трансформатор, моделируется пространственное поступательно-циркуляционное обтекание кольцевого крыла (направляющей насадки), для чего модель 1 вытачивается из диэлектрика, в нее встраивается тороидальный трансформатор 2 и все устройство погружают в электролитическую ванну, электроды которой подключают к источнику переменного напряжения, синфазного с вихревым электрическим полем, созданным трансформатором 2, а интенсивности вихревого и потенциального созданного электродами ванны полей согласуют в соответствии с условием Жуковского- Чаплыгина.При моделировании с применением электропроводной бумаги (решение плоских задачэлектрическогомоделирования) используютсязвуковой генератор 3, электрическая модель 4, тороидальный трансформатор 5, шины б и 7, реохорд 8 (Р,), переменное сопротивление 9, необходимое для согласования .вихревого электрического поля и внешнего поля, созданного шинами, двойной зонд 10, двухполюсные переключатели 11 и 12 и усилитель 13 с индикатором, Изменяя напряжение, снимаемое двойным зондом, находят проекцию средней напряженности поля между иглами на прямую, проходящую через нихф" о1000 ( Я, + Я,) Ьгде У - число делений, отсчитанное,по реохорду, если их общее число равно 1000; е - циркуляция вектора Е по контуру, окружающему вырез 14 крылового профиля; М - база зонда; Р, - сопротивление магазина 15 сопротивлений,Согласование полей в соответствии с условием Жуковского-Чаплыгина достигается путем изменения фазы и интенсивности потенциального поля. С этой целью двойной зонд, имеющий базу порядка 0,5 м,и, располагают у задней кромки профиля так, чтобы его иглы оказалисьЛ" 148279по обе стороны от выреза 14. Чем ближе они к острию выреза и чем меньше база зонда, тем точнее производится согласование полей,Описываемый способ может быть использован также для моделирования циркуляционного обтекания как одиночного профиля, так и решетки профилей с применением фольги, что упрощает изготовление моделей (модели вырезаются в фольге) и технику эксперимента. В этом случае сердечник каждого тороидального трансформатора должен иметь разрез, а внешнее лоле создают отдельным трансформатором, Согласование полей предшествует их фазировка, При этом имеется возможность моделирования обтекания крыловых профилей вблизи свободной поверхности жидкости (подводные крылья) в предположении, что скорость их достато.но велика.Для моделирования циркуляционного обтекания направляющих насадок в условиях работы гребного винта используют клиновую электролитическую ану (ванну с наклоненным дном 1 б), ссема электродов которой создает электрическое поле, аналогичное полю скоростей, а вихревое электрическое поле создают тороидальным трансформатором 17, проходящим сквозь исследуемую модель 18 насадки,Предмет изобретения1. Способ электрического моделирования циркуляционного обтекания тел на основе электрогидродинамической аналогии при использовании электролитической ванны, фольги и электропроводной бумаги, отличающийся тем, что, с целью определения картины поля и его скоростей при пространственном обтекании тел циркуляционным потоком жидкости, модель вытачивают из диэлектрика и вместе со встроенным в нее тороидальным трансформатором погружают в электролитическую ванну, электроды которой подключают к источнику переменного напряжения, синфазного с вихревым электрическим полем, созданным встроенным тороидальным трансформатором, а интенсивность вихревого поля согласуют с электрическим полем, созданным электродами ванны, в соответствии с условием Жуковского-Чаплыгина,2. Способ по п, 1, отл и ч ающи йся тем, что, с целью моделирования обтекания решетки крыловых профилей и обтекания крыловых профилей, расположенных вблизи свободной поверхности жидкости, создают вихревое электрическое поле несколькими тороидальными трансформаторами, сердечники которых имеют разрез, модели крыловых профилей вырезают в листах фольги, а внешнее потенциальное электрическое поле создают отдельным трансформатором,3. Способ по и. 1, о тл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью моделирования циркуляционного обтекания направляющих насадок в условиях работы гребного винта, вихревое электрическое поле создают тороидальным трансформатором, а электрическое поле, аналогичное полю скоростей, созданному гребным винтом, - системой электродов клиновой электролитической ванны.148279Составитель описания А. И. Хохлов Редактор Н. С. Кутафина Техред Г. Е. Болотова Корректор Н. В. Щербакова Поди. к печ. 18.И 1-62 г. Формат бум, 70 Х 08/ц Объем 0,44 изд.л. Зак. 7631 Тираж 700 Цена 4 коп. ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, М. Черкасский пер, д. 2/6. Типография ЦБТИ Москва Петровка, 14.