LT6091B - Detection method of hydrodynamic characteristics - Google Patents
Detection method of hydrodynamic characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- LT6091B LT6091B LT2013009A LT2013009A LT6091B LT 6091 B LT6091 B LT 6091B LT 2013009 A LT2013009 A LT 2013009A LT 2013009 A LT2013009 A LT 2013009A LT 6091 B LT6091 B LT 6091B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- rope
- hydrodynamic
- water
- stabilizer
- testing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Abstract
Description
Išradimas priklauso matavimo ir testavimo sričiai, konkrečiai hidrodinaminių charakteristikų testavimui. Išradimas gali būti plačiai pritaikytas hidrotechnikoje, laivų statyboje, hidroenergetikoje, projektuojant tiltų atramas, molus, krantines, vandens kelių ženklus, vandens tėkmės energijos slopinimo įrenginius, laivų povandeninius elementus ir kitus įrenginius, kurių sąveikos su tėkme jėgas reikia įvertinti.The invention relates to the field of measurement and testing, in particular to the testing of hydrodynamic characteristics. The invention can be widely applied in hydraulic engineering, shipbuilding, hydropower engineering, design of bridge supports, jetties, embankments, waterway signs, water flow energy suppression devices, marine submersibles and other devices whose interaction with flow forces need to be evaluated.
Technikos lygisState of the art
Yra žinomas hidrodinaminių jėgų nustatymo pagal slėgį, išmatuotą keliuose skysčio tėkmėje judančio arba jos aptekamo įrenginio paviršiaus taškuose būdas, kuris bandomo įrenginio paviršiaus kontrolinius taškus kanalais sujungia su slėgio jutikliais (žiūr. Prentice-Hall, Ine. publikuotą VValter R. Debler knygą „Fluid Machanics Fundamentais“, 1990 m., 431-441 psl.).There is a known method for determining hydrodynamic forces from pressure measured at several points on the surface of a device moving or circulating in a fluid stream, which channels the control points of the surface of the test device with pressure sensors (see Valter R. Debler, Fluid Machanics, published by Prentice-Hall, Ine. Fundamentals, 1990, pp. 431-441).
Šio būdo trūkumas yra tas, kad norint jj pritaikyti reikalingas hidraulinis latakas, taip pat slėgio ir greičio matavimo prietaisai, kuriuos gali turėti tik specializuotos laboratorijos. Didesniems įrenginiams tirti tenka gaminti jų modelius, nes latakai turi ribotus skerspjūvio matmenis ir vandens debitus. Modelio bandymo rezultatus tenka perskaičiuoti, įvedant modeliavimo pataisas sumažėja tyrimo rezultatų patikimumas. Aprašytas būdas yra sudėtingas, lėtas ir brangus.The disadvantage of this method is that it requires a hydraulic spout to be fitted, as well as pressure and velocity measuring devices that only specialized laboratories may have. Larger units need to be modeled for exploration because gutters have limited cross-sectional dimensions and water flow rates. Model test results need to be recalculated, and modeling corrections reduce the reliability of test results. The method described is cumbersome, slow and expensive.
Žinomas būdas, skirtas greitaeigio katerio korpusą veikiančioms hidrodinaminio slėgio jėgoms tirti, jam judant įvairiais greičiais, kuriame jutikliais matuoja slėgį įvairiuose katerio korpuso taškuose, pagal juos apskaičiuoja pasipriešinimo ir kėlimo jėgas. Pakeitę povandeninio ar viršvandeninio sparnų arba katerio korpuso formą arba konstrukciją ir kartodami tyrimus ieško optimalaus sprendimo varianto (žiūr. US 7543544,2009 06 09 ).A known method for investigating the hydrodynamic pressure forces acting on a high-speed boat hull at various speeds, whereby sensors measure pressure at various points on the boat hull, and calculate resistance and lift forces therefrom. By changing the shape or construction of the underwater or submersible wings or the hull and repeating the research, it looks for the optimal solution (see US 7543544, 06.09.2009).
Šiame hidrodinaminių slėgio jėgų tyrimo būde naudojama gana sudėtinga slėgio ir greičio matavimo aparatūra, sudėtingi jėgos apskaičiavimai. Rezultatų patikimumas kelia rimtų abejonių. Pajungiant aparatūrą pažeidžiamas katerio korpusas, o jo keitimas ir modifikavimas reikalauja daug laiko ir lėšų, be to, tyrimai triukšmingi, sukelia akustinę aplinkos taršą, generuoja aplinkai kenksmingas išlakąs.This method of investigating hydrodynamic pressure forces uses quite sophisticated pressure and velocity measuring equipment, complicated force calculations. The reliability of the results raises serious doubts. Connecting the hardware will damage the boat's hull and will require considerable time and cost to replace and modify, and will cause noisy research, acoustic pollution, and environmentally harmful emissions.
Artimiausias analogas, priimtas mūsų kaip prototipas, yra jūrinių žvejybos tinklų hidrodinaminiam pasipriešinimui tyrimo būdas. Šis tinklo modelis bandomas didelių matmenų (21,3x8,0x2,7 m) hidrauliniame latake, kuriame naudojant siurblius sukuria vandens tėkmę, hidrometrinių suktukų pagalba išmatuoja vandens greitį, dinamometrų pagalba išmatuoja jėgas ir fotografavimo technikos pagalba ištiria tinklo formą ( žiūr. P. F. Lader ir B. Enerhaug straipsnis „Experimental Investigations of Forces and Geometry of a Net Cage in Uniform Flow“, publikuotas 2005 01 žurnale Journal Of Oceanic Engineering, 301., 1 Nr., psl. 79-84).The closest analogue adopted by us as a prototype is a method of studying the hydrodynamic resistance of marine fishing nets. This grid model is tested on a large (21.3x8.0x2.7 m) hydraulic duct, where pumps create water flow, measure water velocity with hydrometric spinners, measure forces with dynamometers, and examine the shape of the grid using photographic techniques (see PF Lader and B. Enerhaug's article, "Experimental Investigations in Forces and Geometry of a Net Cage in Uniform Flow," published in Journal of Oceanic Engineering, 301, No. 1, pp. 79-84, 01.01.2005.
Unikali ir sudėtinga laboratorinė įranga apriboja šio būdo naudojimą. Be to šis būdas yra sudėtingas, brangus ir lėtas.Unique and sophisticated laboratory equipment limits the use of this technique. In addition, this method is complex, expensive and slow.
Išradimo esmėThe essence of the invention
Išradimo tikslas: sukurti paprastą, pigų ir greitą būdą skystyje judančius arba skysčio tėkmėje esančius įrenginius veikiančias hidrodinaminio poveikio jėgas tirti lauko sąlygose, be jų modeliavimo ir pažeidimo.AIM OF THE INVENTION: To provide a simple, inexpensive, and fast way to investigate hydrodynamic forces in a fluid-moving or fluid-flow device under field conditions without modeling or damaging it.
Išradimo tikslas pasiekiamas tuo, kad hidrodinaminių charakteristikų nustatymo būde, atliekant tyrimus įrenginiui lauko sąlygose atvirame vandens telkinyje, įrenginiui pritaiso stabilizatorių, pakabina jj lynu, pagramzdina į netekantį vandenį, išmatuoja lyną tempiančią jėgą, perkelia į vandens tėkmę, dar kartą išmatuoja lyną tempiančią jėgą, tėkmės greitį ir lyno atsilenkimo nuo vertikalios padėties kampą, tada pagal išmatuotus parametrus apskaičiuoja hidrodinaminio pasipriešinimo bei kėlimo jėgas ir jų koeficientus, o reikiamai tiriamo įrenginio padėčiai palaikyti skirtas stabilizatorius sudarytas iš dviejų plonų, lengvų, statmenų viena kitai plokščių, sujungtų tarpusavyje bei prijungimo prie tiriamo įrenginio, ir stiebo.The object of the invention is achieved by the fact that in the method of determining hydrodynamic characteristics, the device is fitted with a stabilizer, suspended by a rope, submerged in the water, measured by the tensile force, transferred to the water flow, the flow velocity and the angle of inclination of the rope from the vertical position, then calculates the hydrodynamic drag and lift forces and their coefficients from the measured parameters, and the stabilizer for the required position of the test piece consists of two thin, perpendicular plates connected to each other device, and mast.
Trumpas brėžinių aprašymasBrief description of the drawings
Išradimas aiškinamas 1 pav., kuriame pavaizduota hidrodinaminio poveikio jėgų į vandens tėkmėje esantį įrenginį tyrimo įrangos schema.The invention is illustrated in Figure 1, which is a schematic diagram of equipment for testing hydrodynamic forces on a device under water flow.
Įranga susideda iš tiriamo įrenginio 1 su stabilizatoriumi 2, lyno 3 objektui pakabinti, dinamometro 4, krano 5, kurį pastato ant tilto 6. Tiriamą objektą nuleidžia į upės tėkmę kiek galima arčiau vandens paviršiaus 7 ir toliau upės dugno 8. Vandens greičiui tėkmės paviršiuje matuoti naudoja plūdę 9 arba hidrometrinį suktuką (schemoje neparodytas). Lyno 3 pasvirimo kampą a matuoja, dinamometro 4 parodymą atskaito ir plūdės 9 judėjimą stebi ant upės kranto pastatytu teodolitu (schemoje neparodytas) Laiką t, per kurį plūdė 9 nuplaukia kelią / matuoja sekundininku.The equipment consists of a test device 1 with a stabilizer 2, a rope 3 for hanging an object, a dynamometer 4, a crane 5, which is placed on a bridge 6. The object is lowered to the river flow as close to the water surface 7 and further to the river bottom 8. uses a float 9 or a hydrometer spinner (not shown in the diagram). The inclination angle a of the rope 3 is measured, the reading of the dynamometer 4 is counted, and the movement of the float 9 is monitored by a theodolite on the river bank (not shown) The time t during which the float 9 flushes / measures the second.
Išradimo realizavimasImplementation of the invention
Tėkmės poveikio įrenginiui jėgas tiria taip.The effects of flow on the device are investigated as follows.
Tiriamam įrenginiui 1 laikyti tėkmėje reikiamoje padėtyje pritaiso stabilizatorių 2. Ant įrenginio 1 parenka tašką, kuriame pritaiso asą jam pakabinti taip, kad stovinčiame vandenyje jis priimtų reikiamą stabilią padėtį. Po to įrenginį ne ilgesniu kaip 1,0 m ilgio lynu 3 sujungia su dinamometru 4, o šį kiek galima ilgesniu lynu 3 su krano 5 kabliu (žiūr. 1 pav.). Įrenginį 1 pagramzdina į nejudantį vandenj, pavyzdžiui prie tilto atramos, pasroviui nuo jos ir atskaito dinamometro 4 parodymą Fi. Vėliau įrenginį 1 perkelia j upės tėkmę, atskaito dinamometro 4 parodymą F2, matuoja lyno 3 atsilenkimo nuo vertikalios padėties kampą a . Nuo tilto į upę įmeta plūdę 9 ir matuoja laiką t, per kurį plūdė 9 nuplaukia atstumą /. Hidrodinaminio pasipriešinimo jėgą, kurią tėkmė, esant greičiui v = llt , veikia tiriamą objektą skaičiuoja tokia formuleA stabilizer 2 is mounted on the device 1 to maintain the flow in the required position in the required position. The unit is then connected to a dynamometer 4 with a rope 3 not exceeding 1.0 m long, which is connected to the crane hook 5 as long as possible (see Fig. 1). The device 1 is submerged in still water, for example at the bridge support, downstream thereof, and submits the reading Fi of the dynamometer 4. Subsequently, the device 1 displaces the flow of the river j, subtracts the reading F2 of the dynamometer 4, measures the angle a of the rope 3 from its vertical position. Throws float 9 from the bridge into the river and measures the time t by which float 9 flies the distance /. The hydrodynamic resistance force exerted by the flow at v = llt is calculated by the following formula
FD=F2*sina, (1) o kėlimo jėgą Fl = F2* cos a. (2)F D = F 2 * sina, (1) o lifting force F l = F 2 * cos a. (2)
Hidrodinaminio pasipriešinimo koeficientą skaičiuoja tokia formule C„=2FD/(fiAxv2), (3) o hidrodinaminio kėlimo koeficientą ą=2Ą/(^;v!). (4)The hydrodynamic drag coefficient is calculated by the formula C „= 2F D / (fiA x v 2 ), (3) and the hydrodynamic lift coefficient ą = 2ą / (^ ; v ! ). (4)
Čia Ax ir Az yra tiriamo objekto projekcijų į tėkmės skerspjūvį ir j horizontalią plokštumą projekcijų plotai atitinkamai.Here, A x and A z are the projection areas of the projected object into the flow cross section and j horizontal plane, respectively.
Pramoninis pritaikomumasIndustrial applicability
Palyginus su prototipu, naujas hidrodinaminių charakteristikų nustatymo būdas yra paprastas, greitas, nebrangus ir patogus naudoti lauko sąlygose įprastinėmis statybos praktikoje naudojamomis priemonėmis. Tiriamų objektų matmenys yra neriboti, todėl nereikia gaminti modelių, kurių bandymų rezultatus taikant praktikoje tenka perskaičiuoti, įvedant neišvengiamas mastelių paklaidas.Compared to the prototype, the new method for determining hydrodynamic characteristics is simple, fast, inexpensive and easy to use in outdoor conditions using conventional construction practices. The test objects are of unlimited dimensions, so there is no need to produce models whose test results have to be recalculated in practice by introducing inevitable scaling errors.
Būdas naudojamas lauko sąlygose, tyrimas atliekamas upėje, todėl bandomas pats įrenginys ar konstrukcija ir nereikia gaminti įrenginio modelio, kas supaprastina, pagreitina ir atpigina tyrimą. Testavimą juo galima atlikti net esant mažiems upės tėkmės greičiams (<0,5 m/s), kada juos veikiančios hidrodinaminės jėgos yra mažos ir jas tiksliai išmatuoti įprastiniais būdais yra sudėtinga. Atliekant tyrimą objektas nepažeidžiamas, jokio poveikio aplinkai nesudaroma.The method is used in field conditions, the study is conducted in a river, so the device or design itself is tested and there is no need to produce a model of the device which simplifies, speeds up and lowers the cost of the study. It can be tested even at low river flow rates (<0.5 m / s), when the hydrodynamic forces acting on them are small and difficult to measure accurately in conventional ways. The investigation shall not cause any damage to the site or any environmental impact.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LT2013009A LT6091B (en) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | Detection method of hydrodynamic characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LT2013009A LT6091B (en) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | Detection method of hydrodynamic characteristics |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LT2013009A LT2013009A (en) | 2014-08-25 |
LT6091B true LT6091B (en) | 2014-11-25 |
Family
ID=51427325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LT2013009A LT6091B (en) | 2013-02-06 | 2013-02-06 | Detection method of hydrodynamic characteristics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
LT (1) | LT6091B (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7543544B2 (en) | 2007-09-05 | 2009-06-09 | Flow Works Inc. | Methods and apparatus for aerodynamic and hydrodynamic drag reduction and attitude control for high speed boats |
-
2013
- 2013-02-06 LT LT2013009A patent/LT6091B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7543544B2 (en) | 2007-09-05 | 2009-06-09 | Flow Works Inc. | Methods and apparatus for aerodynamic and hydrodynamic drag reduction and attitude control for high speed boats |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
P. F. LADER ET AL: "Experimental Investigations of Forces and Geometry of a Net Cage in Uniform Flow", JOURNAL OF OCEANIC ENGINEERING, 30 T., 1 NR, pages 79 - 84 |
WALTER R. DEBLER: "Fluid Machanics Fundamentals", pages: 431 - 441 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LT2013009A (en) | 2014-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Unger et al. | Down-flow and horseshoe vortex characteristics of sediment embedded bridge piers | |
CN104034317B (en) | Reciprocating Oceanic Microstructure section plotter is utilized to detect the method for turbulent flow | |
CN110455479B (en) | Microstructure-damped cylinder vortex-induced vibration experimental device and simulation method | |
CN103994757A (en) | Reciprocating type ocean micro-structure section plotter | |
CN113670571B (en) | Motion response test device for hoisting mooring marine structure under action of abnormal gravity flow | |
KR102058451B1 (en) | Measurement instrument for speed through water in towing tank by laser doppler velocimetry | |
CN108414191A (en) | It is a kind of to consider that motion analysis system and method are swashed in the floating cylinder whirlpool that draw ratio influences | |
Azhari et al. | Monitoring bridge scour using dissolved oxygen probes | |
CN210072086U (en) | Beach shallow sea engineering geological property in-situ comprehensive survey platform | |
Bi et al. | Numerical study on the hydrodynamic characteristics of biofouled full-scale net cage | |
CN106706264B (en) | Flexible dirt blocking net and hanging net pier hydrodynamic response test measurement system for water intake open channel | |
CN108196086B (en) | Measuring device for measuring surface flow velocity of water body by using probe of inverted Doppler current meter and using method of measuring device | |
CN204495527U (en) | The floating shock platform that the side knock of sloping baffle formula is strengthened | |
CN104260848A (en) | Detection method and device for draft of ship in inland waterway | |
CN105548599B (en) | The anti-interference measuring device of surface seawater flow velocity | |
CN213274397U (en) | River flow on-line monitoring and measuring system | |
Masselink et al. | BARDEX II: Bringing the beach to the laboratory–again! | |
TW201307811A (en) | Auto-measuring system for measuring a plurality of data of a river | |
LT6091B (en) | Detection method of hydrodynamic characteristics | |
KR100976615B1 (en) | Water quality measurement buoy device | |
CN208847652U (en) | A kind of infrared optics formula under low suspended load silt content surveys husky device automatically | |
CN104748934A (en) | Sloping-baffle floating shock platform with enhanced transverse shock | |
Shama et al. | Wave Induced Plume and Hydrodynamic Loads Over Vertical Circular Cylinder Piercing Surface–Numerical Investigation | |
CN108897063B (en) | Submarine bubble generation simulation device | |
Meng et al. | Measurement for the Hydrodynamic Coefficients of the Model of an Ultra-Deep Water Work-Class ROV in the O-Tube Facility |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB1A | Patent application published |
Effective date: 20140825 |
|
FG9A | Patent granted |
Effective date: 20141125 |
|
MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20150206 |