RU2073076C1 - Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle - Google Patents

Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle Download PDF

Info

Publication number
RU2073076C1
RU2073076C1 RU93021723A RU93021723A RU2073076C1 RU 2073076 C1 RU2073076 C1 RU 2073076C1 RU 93021723 A RU93021723 A RU 93021723A RU 93021723 A RU93021723 A RU 93021723A RU 2073076 C1 RU2073076 C1 RU 2073076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flexible
model
hydrodynamic
flexible element
attached
Prior art date
Application number
RU93021723A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93021723A (en
Inventor
Г.Г. Пиянзов
И.Г. Пиянзов
В.П. Дородных
Ю.Ф. Благинин
Original Assignee
Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова filed Critical Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова
Priority to RU93021723A priority Critical patent/RU2073076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2073076C1 publication Critical patent/RU2073076C1/en
Publication of RU93021723A publication Critical patent/RU93021723A/en

Links

Images

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

FIELD: models of hydrodynamic structures, for instance, models of transverse boom installed on the rivers for detaining floating wood. SUBSTANCE: model of transverse boom has vertical shield 1 with horizontal and vertical drives 2 and 3, respectively, with slides 4 and 5, and blocks 6 and 7, flexible member 8 with simulator of hydrodynamic load, flexible connections 10 and 11, pin 12, rings 13 and 14, strong threads 15 and 16, and weights 17 and 18. When installing on the floor, shield 1 is installed on posts 19 to which graph paper is attached with two lines 21 and 22. EFFECT: simplified technology of manufacture of model. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к модели гидротехнических сооружений, например к моделям поперечной запани, которая устанавливается на реках для задержания сплавного леса. The invention relates to a model of hydraulic structures, for example, to models of transverse sanding, which is installed on rivers to detain rafting forests.

При физическом моделировании используют бассейны, аэродинамические трубы, гидролотки. Все они представляют собой капитальные сооружения. In physical modeling, pools, wind tunnels, and hydrowells are used. All of them are capital structures.

Модель морской платформы, выбранная в качестве прототипа, содержит основание, гибкий стержень (элемент), один конец которого расположен в фиксированной точке основания, и имитаторы гидродинамической нагрузки присоединены к гибкому стержню с интервалом, исключающим их взаимное касание (авт. св. СССР N 987008, кл. Е 02 В 1/02, 1981). Гидродинамическая нагрузка выполнена в виде пространственных призм или цилиндров. The offshore platform model selected as a prototype contains a base, a flexible rod (element), one end of which is located at a fixed point on the base, and hydrodynamic load simulators are attached to the flexible rod with an interval excluding their mutual contact (ed. St. USSR N 987008 Cl. E 02 B 1/02, 1981). The hydrodynamic load is made in the form of spatial prisms or cylinders.

Для изготовления модели надо подобрать гибкий стержень соответствующей жесткости и проверить его фактический прогиб отдельно и в сборе с секциями. Следует, заранее рассчитав гидродинамические характеристики (инерционные и скоростные) секций сопротивления, изготовить последние и проконтролировать результаты измерения волновой нагрузки в опыте. Технология изготовления модели достаточно сложная. Целью изобретения является упрощение технологии изготовления модели. Поставленная цель достигается тем, что модель поперечной запани, содержащая основание, гибкий элемент, один конец которого расположен в фиксированной точке основания, и имитаторы гидродинамической нагрузки по выполняемой ими функции присоединены к гибкому элементу с интервалом, исключающим их взаимное касание, снабжена горизонтальной и вертикальной направляющими с ползунами, двумя гибкими связями, двумя кольцами и имитатором натяжения гибкими элементами, причем основание выполнено в виде вертикального прямоугольного щита, на верхней и боковой сторонах которого установлены горизонтальная и вертикальная направляющие с ползунами, гибкий элемент в виде канатика, имитаторы гидродинамической нагрузки в виде прямых металлических стержней, а имитатор натяжения гибкого элемента в виде грузиков, подвешенных на свободных концах взаимноперпендикулярных прочных нитках, каждая из которых переброшена через установленный на ползуне горизонтальной или вертикальной направляющей блок и свободно присоединена к первому кольцу, при этом гибкий элемент одним своим концом через первую гибкую связь подвешен к первому кольцу, а другим концом через вторую гибкую связь - ко второму кольцу, свободно надетому на штырь, расположенному в фиксированной точке основания на основной стороне щита, противоположной стороне с вертикальной направляющей. To make a model, you need to choose a flexible rod of appropriate stiffness and check its actual deflection separately and assembled with sections. It is necessary, having previously calculated the hydrodynamic characteristics (inertial and high-speed) of the resistance sections, fabricate the latter and control the results of measuring the wave load in the experiment. The manufacturing technology of the model is quite complicated. The aim of the invention is to simplify the manufacturing technology of the model. This goal is achieved in that the model of the transverse zapani containing a base, a flexible element, one end of which is located at a fixed point on the base, and hydrodynamic load simulators are connected to the flexible element with an interval excluding their mutual contact, equipped with horizontal and vertical guides with sliders, two flexible connections, two rings and a tension simulator with flexible elements, the base being made in the form of a vertical rectangular shield, on the top and horizontal and vertical guides with sliders, a flexible element in the form of a cord, simulators of hydrodynamic loading in the form of straight metal rods, and a simulator of tension of a flexible element in the form of weights suspended at the free ends of mutually perpendicular strong threads, each of which is thrown through installed on the slider of a horizontal or vertical guide block and is freely attached to the first ring, while the flexible element at its one end through the per a new flexible connection is suspended from the first ring, and the other end through the second flexible connection - to the second ring, loosely worn on a pin located at a fixed point on the base on the main side of the shield, the opposite side with a vertical guide.

Использование в предлагаемом изобретении простых элементов (грузики, прочные нитки, металлические стержни, щит с направляющими, ползунами блоками и т. п. ) упрощает технологию изготовления поперечной запани. Кроме того, изобретение позволяет упростить методику испытаний, уменьшает трудоемкость, стоимость изготовления и проведения испытаний без привлечения капитального лабораторного оборудования (аэродинамические трубы, опытовые бассейны и т. п.). The use of simple elements in the present invention (weights, strong threads, metal rods, a shield with guides, slide blocks, etc.) simplifies the technology of manufacturing transverse jamming. In addition, the invention allows to simplify the test procedure, reduces the complexity, the cost of manufacturing and testing without the involvement of capital laboratory equipment (wind tunnels, test pools, etc.).

На фиг. 1 представлена модель конкретной запани, общий вид; на фиг. 2 - канатик с прямыми металлическими стержнями; на фиг. 3 схема сил, приложенных к поперечной запани; на фиг. 4 тоже, приложенных к модели поперечной запани. Модель поперечной запани содержит вертикальный прямоугольный щит 17, с горизонтальной 2 и вертикальной 3 направляющими с ползунами 4, 5 и блоками 6, 7, гибкий элемент 8, имитаторы гидродинамической нагрузки по выполняемой ими функции 9, гибкие связи 10 и 11, штырь 12, кольца 13 и 14, прочные нитки 15 и 16; грузики 17 и 18. Щит 1 изготовлен из легкого материала (например, дерева), подвешен на стене или установлен на полу при помощи стоек 19, на котором помещена миллиметровка в двумя линиями 20 и 21. Направляющие 2 и 3, ползуны 4 и 5, блоки 6 и 7 могут быть выполнены из любого материала: металла, дерева, оргстекла. Ползуны 4 и 5 имеют стопор (на фиг. 1 не обозначен), обеспечивающий фиксированное положение ползуна на направляющей. In FIG. 1 shows a model of a specific stock, general view; in FIG. 2 - a cord with straight metal rods; in FIG. 3 diagram of the forces applied to the transverse sand; in FIG. 4, also applied to the transverse sanding model. The model of the transverse jam contains a vertical rectangular shield 17, with horizontal 2 and vertical 3 guides with sliders 4, 5 and blocks 6, 7, a flexible element 8, hydrodynamic load simulators according to their function 9, flexible connections 10 and 11, pin 12, rings 13 and 14, durable threads 15 and 16; weights 17 and 18. The shield 1 is made of lightweight material (for example, wood), suspended on the wall or mounted on the floor using racks 19, on which graph paper is placed in two lines 20 and 21. Guides 2 and 3, sliders 4 and 5, blocks 6 and 7 can be made of any material: metal, wood, plexiglass. The sliders 4 and 5 have a stopper (not indicated in FIG. 1), providing a fixed position of the slide on the guide.

Гибкий элемент 3 выполнен в виде канатика (синтетического, пенькового и т. п.), своими концами присоединенного к петлям гибких связей 10 и 11. Последние изготовлены из прочных ниток (например, суровых). Связи 10 и 11 другими своими концами при помощи петель присоединены к кольцам 12 и 13. Кольцо 12 надето на штырь 13. К кольцу 13 посредством петель присоединены прочные нитки (например, суровые) 15 и 16. Нитка 15 переброшена через блок 6 и имеет на своем свободном конце грузик 17, а нитка 16 через блок 7 и имеет грузик 18. The flexible element 3 is made in the form of a cord (synthetic, hemp, etc.), with its ends attached to the loops of flexible connections 10 and 11. The latter are made of durable threads (for example, severe). The ties 10 and 11 with their other ends are attached to the rings 12 and 13 with the help of loops. The ring 12 is worn on the pin 13. Strong rings (for example, severe) 15 and 16 are attached to the ring 13 through the loops. The thread 15 is thrown through the block 6 and has at its free end, weight 17, and thread 16 through block 7 and has weight 18.

Имитаторы гидродинамической нагрузки на выполняемой функции 9 выполнены в виде прямых металлических стержней, присоединенных к канатику 8 при помощи отрезков проволоки 20, приваренных или накрученных на концах стержня (фиг. 2). Simulators of the hydrodynamic load on the performed function 9 are made in the form of straight metal rods attached to the cord 8 using pieces of wire 20 welded or wound at the ends of the rod (Fig. 2).

Работу покажем на примере определения параметров запани, которой необходимо перекрыть реку с шириной А. Для запани известны значения погонного сопротивления r и ее длина L. We will show the work by the example of determining the parameters of a sand bath, which needs to block a river with a width A. For the sand bar, the values of the linear resistance r and its length L. are known

Прежде чем приступить к работе устанавливают линейный и силовой масштабы моделирования, рассматривая уравнения формы кривой запани:

Figure 00000002

где Х и Y координаты поперечной запани ВОС, находящейся под воздействием течения реки со скоростью V и принимающей под воздействием начального сопротивления r форму кривой (1) с началом координат в точке 0 (весом поперечной запани пренебрегают); Т натяжение вдоль поперечной запани ВОС; r погонное гидродинамическое сопротивление поперечной запани, обтекаемого со скоростью V под углом 90o; х и y координаты металлической цепочки, ВОС, примыкающей в поле ускорения силы тяжести g форму цепной линии с началом координат к точке 0; tx горизонтальная составляющая натяжения цепочки ВОС, образованной прямыми имитаторами гидродинамической нагрузки на выполняемой ими функции 9, подвешенными к канатику 8; γ погонная масса цепочки ВОС. Из выражений (1) и (2) следует, что форма поперечной запани ВОС подобна форме цепочке ВОС, если выполняются условия (силовой и линейный масштабы):
Figure 00000003

где l и L длина цепочки ВОС и поперечной запани ВОС, m линейный масштаб.Before starting work, the linear and power scales of the simulation are established, considering the equations of the shape of the curve of the zapani:
Figure 00000002

where X and Y are the coordinates of the transverse sandwich of the BOC, which is influenced by the flow of the river at a speed of V and takes the shape of a curve (1) with the origin of the resistance r at the origin at the point 0 (the weight of the transverse sand is neglected); T tension along the transverse seam of the BOC; r linear hydrodynamic resistance of the transverse suture, streamlined at a speed V at an angle of 90 o ; x and y coordinates of the metal chain, BOC adjacent to the gravity acceleration field g the shape of the chain line with the origin at point 0; t x is the horizontal component of the tension of the BOC chain formed by direct simulators of hydrodynamic load on the function 9 performed by them, suspended from the cord 8; γ linear mass of the VOS chain. From the expressions (1) and (2) it follows that the shape of the transverse suture of the BOC is similar to the shape of the BOC chain if the conditions (power and linear scales) are satisfied:
Figure 00000003

where l and L are the lengths of the BOC chain and the transverse BOC link, m is a linear scale.

В соответствии с выбранным линейным масштабом m • l L и известным значением ширины реки А, погонного сопротивления r поперечной запани собирают цепочку длиной l= L/m, состоящую из "n" стержней 9 имитаторов гидродинамической нагрузки по выполняемой или функции, присоединенных к канатику 8. Масса каждого стержня и соответствующего отрезка канатика γ. При этом следует, что длина l1 Kd цепочки соответствует длина L1 KD участка запани, а его гидродинамическое сопротивление r соответствует массе g отрезка l1 цепочки.In accordance with the selected linear scale m • l L and the known value of the width of the river A, the linear resistance r of the transverse seam, a chain of length l = L / m consisting of "n" rods 9 of hydrodynamic load simulators according to the function performed or connected to the cord 8 is assembled . The mass of each rod and the corresponding segment of the cord γ. Moreover, it follows that the length l 1 Kd of the chain corresponds to the length L 1 KD of the sand section, and its hydrodynamic resistance r corresponds to the mass g of the segment l 1 of the chain.

Собирают узлы модели согласно фиг. 1 и 2. Для этого нитки 10 и 11 выбирают длиной l2 и l3 равных, примерно, 3/4 L. Присоединяют их к цепочке ВОС. Нитку 10 подвешивают при помощи кольца 13 на штырь 12, а нитку 11 к кольцу 14, которое при помощи ниток 15 и 16, переброшенных через блоки 6 и 7 с грузиками 17 и 18 при этом равна, примерно, 1/2 a массы цепочки ВОС. Для удобства работы на щите располагают миллиметровку и проводят на ней две вертикальные 21 и 22 параллельные линии на расстоянии друг от друга а=А/m, причем линия 21 нанесена на расстоянии например, 1/2 а от штыря 12.The nodes of the model according to FIG. 1 and 2. For this, threads 10 and 11 are selected with a length of l 2 and l 3 equal to approximately 3/4 L. Attach them to the BOC chain. Thread 10 is suspended using ring 13 on pin 12, and thread 11 to ring 14, which, using threads 15 and 16, thrown through blocks 6 and 7 with weights 17 and 18, is approximately 1/2 a mass of the BOC chain . For ease of operation, a graph paper is placed on the shield and two vertical 21 and 22 parallel lines are drawn on it at a distance from each other a = A / m, and line 21 is drawn at a distance of, for example, 1/2 a from pin 12.

Процесс моделирования состоит в том, чтобы путем изменения:
длин ниток 10 и 11;
расположения штыря 12 по отношению к линии 20;
величин масс грузиков 17 и 18;
положения на направляющих 2 и 3 ползунов 4 и 5 с блоками 6 и 7;
обеспечить условия, при которых нитка 15 расположится вертикально, а 16 горизонтально;
штырь 12 и кольцо 14 будут на одном уровне;
концы b и с цепочки ВОС расположатся соответственно на линиях 20 и 21.The modeling process consists in changing:
thread lengths 10 and 11;
the location of the pin 12 with respect to line 20;
mass values of weights 17 and 18;
position on the guides 2 and 3 of the sliders 4 and 5 with blocks 6 and 7;
to ensure conditions under which the thread 15 is located vertically, and 16 horizontally;
pin 12 and ring 14 will be on the same level;
the ends b and c of the BOC chain will be located on lines 20 and 21, respectively.

В этом случае:
форма цепочки ВОС будет подобна форме поперечной запани ВОС;
согласно (3) сила

Figure 00000004
, масса грузиков 17 и 18;
направления ниток 10 и 11 будет аналогично направлению лежней ЕВ и Е1C, а длина последних L2 ml2 и L3 ml3;
На основании полученных данных выбирают прочностные характеристики лежня (диаметр, разрывное усилие и т. п.) расположение подвижных соединителей, анкеров, кнехтов и т. п.In this case:
the shape of the BOC chain will be similar to the shape of the cross-link of the BOC;
according to (3) force
Figure 00000004
, the mass of weights 17 and 18;
the direction of threads 10 and 11 will be similar to the direction of the lying EB and E 1 C, and the length of the last L 2 ml 2 and L 3 ml 3 ;
On the basis of the data obtained, the strength characteristics of the bed (diameter, breaking strength, etc.) are selected, the location of the movable connectors, anchors, bollards, etc.

При помощи модели оперативно решают различные задачи. Например, определяют характеристики несимметричной поперечной запани при заданных значениях L, r и А. В этом случае выше указанным способом надо вписать цепочку ВОС в параллельные прямые 20 и 21. Но может оказаться, что длинные цепочки (из-за рельефа берега) не хватает. Тогда следует длину увеличить и полученная длина l позволит определить длину L запани. Using the model, they quickly solve various problems. For example, the characteristics of an asymmetric lateral sanding are determined for given values of L, r, and A. In this case, using the above method, you must enter the BOC chain into parallel lines 20 and 21. But it may turn out that there are not enough long chains (due to the topography of the coast). Then the length should be increased and the obtained length l will allow determining the length L of the zapani.

Claims (1)

Модель для исследования гидродинамического воздействия на преграду, преимущественно на поперечную речную запань, содержащая основание, гибкий элемент, один конец которого закреплен к основанию, и имитаторы гидродинамической нагрузки, прикрепленные к гибкому элементу на расстояниях друг от друга, отличающаяся тем, что она снабжена двумя ползунами с блоками и фиксаторами, двумя гибкими связями с кольцами на одном конце, прикрепленными вторыми концами к концам гибкого элемента, и имитатором натяжения гибкого элемента, выполненным в виде двух грузиков, подвешенных на нитях, а основание выполнено в виде вертикального прямоугольного щита с горизонтальной и вертикальной направляющими на верхней и боковой кромках, в которых установлены ползуны, причем гибкий элемент выполнен в виде канатика, имитаторы гидродинамической нагрузки в виде металлических стержней, кольцо одной гибкой связи закреплено на противоположной боковой направляющей стороне щита неподвижно посредством штыря, а к концу другой гибкой связи присоединены концы нитей грузиков, перекинутых через блоки ползунов. A model for studying the hydrodynamic effects on an obstacle, mainly on a transverse river sand, containing a base, a flexible element, one end of which is fixed to the base, and hydrodynamic load simulators attached to the flexible element at distances from each other, characterized in that it is equipped with two sliders with blocks and clamps, two flexible connections with rings at one end, attached by the second ends to the ends of the flexible element, and a simulator of the tension of the flexible element, made in the form a bucket of weights suspended on threads, and the base is made in the form of a vertical rectangular shield with horizontal and vertical guides on the upper and lateral edges in which the sliders are mounted, the flexible element being made in the form of a cord, hydrodynamic load simulators in the form of metal rods, one flexible ring the connection is fixed on the opposite lateral guide side of the shield motionless by means of a pin, and the ends of the weights thrown over the slider blocks are attached to the end of another flexible connection in.
RU93021723A 1993-04-26 1993-04-26 Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle RU2073076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93021723A RU2073076C1 (en) 1993-04-26 1993-04-26 Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93021723A RU2073076C1 (en) 1993-04-26 1993-04-26 Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2073076C1 true RU2073076C1 (en) 1997-02-10
RU93021723A RU93021723A (en) 1997-04-20

Family

ID=20140951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93021723A RU2073076C1 (en) 1993-04-26 1993-04-26 Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2073076C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105672193A (en) * 2016-03-29 2016-06-15 安徽理工大学 Testing device and method for simulating gradual breaking of dam body

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1382755, кл. B 65 C 69/20, 1988. Авторское свидетельство СССР N 987008, кл. E 02 B 1/02, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105672193A (en) * 2016-03-29 2016-06-15 安徽理工大学 Testing device and method for simulating gradual breaking of dam body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsukrov et al. Open ocean aquaculture engineering: numerical modeling
CN112962686A (en) Centrifugal machine loading device for suction anchor out-of-plane test
Dahlberg Design procedures for deepwater anchors in clay
RU2073076C1 (en) Model for investigation of hydrodynamic action on obstacle
CN209342274U (en) A kind of underwater demolition impact test floating body
CN208887893U (en) Subsea production system pendency decentralization process simulating table
SE441511B (en) CHAIN NETWORK AND SET AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE CHAIN NET
CN112903241A (en) Test system for simulating deep sea mining and operation method thereof
CN210653587U (en) Ship wave resistance performance test rod
Trampenau et al. Hydraulic functioning of permeable pile groins
CN113932961A (en) Ship mooring cable analog simulation and measurement method
CN110132532B (en) Tension leg net cage model test device
Verley et al. Trawl forces on Free-spanning pipelines
Abrams Dynamic and static testing of reinforced concrete masonry structures
KR20210122229A (en) Demagnetization and signal measuring device
Iovane et al. Overview of experimental tests on SFT small scale specimen
CN109100114A (en) Subsea production system pendency decentralization process simulating table
RU2279654C1 (en) Method and device for testing model of marine engineering structure
CN216926046U (en) Hoisting apparatus test equipment and hoisting apparatus test platform
CN218847575U (en) Solitary wave fluid-solid coupling motion experimental device in ocean floating structure
SU1106729A1 (en) Model of anchored system
SU1735112A1 (en) Set for testing underwater object models in model testing basin
SU1347091A1 (en) Device for simulating geometric and power parameters of systems located in water
Numata et al. Experimental study of Stability Limits for Semisubmersibe Drilling Platforms
Vijayan et al. Model testing of semipelagic trawls with suberkrub otterboards