Опытовый бассейн для гидродинамических испытаний моделей судов Советский патент 1983 года по МПК G01M10/00 B63B9/02 

(54) ОПЫТОВЫЙ БАССЕЙН ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МОДЕЛЕЙ СУДОВ

1

Изобретение относится к судостроению, в частности к экспериментальной гидромехани- ке, и предназначено для исследования гидродинамических 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 СИГНШ1Ы 1.

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 кинематических параметров движения, сил, их моментов, давлений и параметров волнения в электрические сигналы, коммутатор этих сигналов, аналого-цифровой преобразователь и процессор с внешними устройствами, подключенный через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь к выходам измерительных преобразователей 2.

Недостатком такого устройства является невозможность автоматического определения моментов записи ординат исследуемых процессов для последующего выполнения гармо нического анализа, поскольку период исследуемых колебательных процессов является ,Q переменным и неизвестным до начала испытаний. Это ведет к необходимости либо выполнения для каждого режима .пробного пробега, либо цифрового моделирования ча универсальной цифровой вычислительной машине.

15

Цель изобретения - повышение эффектив- . ности использования бассейна.

Указанная цель достигается тем, что на буксировочной тележке дополнительно уста20 новлен блок формирования временных интервалов, причем вход этого блока соединен с выходом датчика параметров волнения, а выход - с цифровой вычислительной ма- шиной. На фиг. 1 представлена схема бассейна; на фиг. 2 один из вариантов схемной реализации устройства формирования времен ных интервалов. Онытовый бассейн содержит заполненный водой резервуар 1,/волнопродуктор 2, волногаситель 3 и буксировочную тележку 4 с моделью 5 судна. На буксировочной тележке 4 установлены измерительные преобразователи: скорости движения тележки 6, линейных и угловых перемещений 7, сил 8, моментов срш 9, давлений 10 и волнения 1 в электрические сигналы, коммутатор 12 этих сигналов, аналого-цифровой преобразователь 13, цифровую вычислительную машину 14 с внешними устройствами 15 и устройство 16 формирования временных интервалов. Цифровая вычислительная машина 14 под ключена . через коммутатор 12 и аналого шфровой нреобразователь 13 к выходам измерительных преобразователей 7-11. Вход устройства 16 формирования временных интервалов подсоединен к выходу измерительного преобразователя 11 волнения, а выход - к цифровой вычислительной машине И, связанной с внешними устройствами 15 и устройством 16 формирования временных интервалов. Это устройство (фиг. 2) содер;-кит формирователь 17, три триггера 18-20 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 два логических элемента ИЛИ 32 и 33. Формирователь 17 формирует сигналы, со ответствующие началу каждого периода волнения. Делитель 22 частоты делит частоту следования сигналов, поступающих с генератора 21 на 12 или 16, или 24, или на другое целое число, устанавливаемое экспериментатором и равное числу ординат на период, необходимый для выполнения с заданной точностью гармонического анализа. Работа бассейна происходит следующим образом. В исходном положении буксировочная тележка 4 находится в одном из концов резервуара 1. Волнопродуктор 2 и волногаситель 3 непожвижны, поверхность воды ие взволнована. Затем, по сигналу экснериментатора, включают волноггрояуктор 2 и в заполненном водой резервуаре 1 возникают вопны, которые распространяются от волнопр :1дуктора 2 к волногасителю 3. В()лногаситель 3 гасит полны, отраженные от б.чижайигей к нему торцовой стенки реft payapa 1. Волны вочлействутот на иссле)|}тмук) модель 5. РЬПЬГПЛЯ ее кагку. Изме 74 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 периода волны, причем длительность предыдущего периода делится в этом устройстве на 12, 16, 24 или другое задаваемое зкспериментахором количество равных частей, а в моменты времени, соответствующие окончанию каждого временного интервала, представляющего собой равную долю измеряемого периода, устройство 16 формирования временных интервалов выдает в цифровую вычислительную машину 14 управляющие сигналы. С приходом каждого такого сигнала цифровая вычислительная машина 14 с помошью коммутатора 12 и аналого-илфрового преобразователя 13 производит опрос и преобразование в цифровую форму показаний всех измерительных преобразователей. Затем, по сигналу экспериментатора включаются двигатели буксировочной тележки 4, она вместе с моделью 5 начинает движение вдоль заполненного водой резервуара 1. ПрИ этом период измеряемых колебательных п,роцессов начинает постепенно увеличива1ься (при попутном волнении) или уменьшаться (при встречном волнении). В соответствии с этим изменяется и величина временных интервалов, вырабатываемых устройством 16 формирования временных интервалов. При достиже1ши буксировочной тележкой 4 заданной .скорости цифровая вычислительная машина 14 начинает размещать в своей памяти показания всех измерительных преобразователей 7-11, поступающие с аналого-цифрового преобразователя 13. В результате, в памяти цифровой вычислительной машины 14 формируется массив чисел, соответствующий ординатам исследуемых процессов. Показания измерительного преобразователя скорости движения тележки 6 усредняются, а показания измерительных преобразовате.чей 7-11 колебательных процессов используются для гармонического аначиза яих процессов. После торможения буксировочной тележки 4 результаты обработки пе-штаются на одном из внешних устройств 15 циф ювой вычислительной машинь 14. Устройство формировапия врсмонныч иигепвалов работает следующим обрцчом При подаче сигнала Пуск триггеры счет чиков 24 и 25, регистра 26, а также триггеры 19 и 20 устанавливаются в О, а триггер 18 устанавливается в 1. Сигнал с выхода триггера 18 открывает логический элемент И 28. Очередной сигнал, соответствующий началу периода волнения и вырабатьгеаемый формирователем 17, проходит через открытый элемент И 28 и переписывает в регистр 26 содержимое счетчика 24 (первый раз это содержимое равно О), а также поступает на вход элемента 23 задержки. Сигнал с выхода элемента 23 задер ки проходит через логический элемент ИЛИ 32 и устанавливает триггеры счетчика 24 в , 0. Этот же сигнал устанавливает триггер Врезультате, открывается логический эле мент И 29 и через него ,на счетный вход счетчика 24 начинают поступать сигналы с 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 вторюго периода, проходит через логический элемент И 28 и переписывает в регистр 26 содержи мое счетчика 24, соответствующее длительности первого периода, а затем сигналом с выхода логического элемента ИЛИ 32 триг- зо

геры счетчика 24 устанавливаются в О. На счетный вход счетчика 24 продолжают поступать сигналы с делителя 22 частоты и в счетчике 24 формируется число, соответствующее длительности второго периода.

Кроме того, сигнал с выхода логического элемента И 28, соответствующий 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 логический элемент И 31 на счетный вход счетчика 25 начинают поступать сигналы с генератора 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 через логический элемент ИЛИ 33 устанавливает триггеры счетчика 25 в О.

Счетчик 25 вновь начинает считан, сигналы, поступающие с выхода генератора 21. Затем происходит второе спвиапснис чисел

ваны модель судна, датчики кинематических параметров движения модели, сил, их моментов, давлений и параметров волнения в электрические сигналы, коммутатор этих сигналов, аналогЬ-щ1фровой преобразователь и Щ1фровая вычислительная машина, /тодключенная через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь к выходам измерительных преобразователей, отличающийс я тем, что, с целью повьипения эффективности использования бассейна, на буксировочной тележке дополнительно установлен блок формирования временных интервалов, причем вход этого блока соединен с выходом датчика параметров волнения, а выход с цифровой вычислительной машиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

n

00

to