Изобретение относится к машиностроению, а именно к определению сопротивления набегающему потоку малых моделей объектов при испытаниях.The invention relates to mechanical engineering, namely to determining the resistance to the incident flow of small models of objects during testing.
Известны турбулизаторы [1], представляющие собой проволоку диаметром 1,0-1,5 мм, устанавливаемые на поверхности модели корпуса судна в районе первого теоретического шпангоута или штифтовые в виде цилиндров диаметром 3 мм и высотой 2,5 мм. Указанные турбулизаторы не позволяют исследовать модели малых масштабов и влияние местных сопротивлений корпуса, например местных дефектов корпуса судна в виде гофрировки наружной обшивки.Known turbulators [1], which are a wire with a diameter of 1.0-1.5 mm, mounted on the surface of the hull model in the region of the first theoretical frame or pin in the form of cylinders with a diameter of 3 mm and a height of 2.5 mm. These turbulators do not allow the study of small-scale models and the influence of local hull resistances, for example, local defects in the hull in the form of corrugation of the outer skin.
Задачей, на которую направлено изобретение, является предварительное обеспечение турбулизации потока, набегающего на испытуемый образец.The problem to which the invention is directed is the preliminary provision of turbulization of the flow running on the test sample.
Технический результат, достигаемый при этом, - возможность исследования малых моделей и выявления влияния местных сопротивлений поверхности модели.The technical result achieved in this case is the possibility of studying small models and identifying the influence of local surface resistances of the model.
Для достижения указанного технического результата используются выносные (относительно испытуемого образца), в частности, решетчатые конструкции турбулизаторов, возможно, с разным основным направлением решетки. При этом турбулизатор может быть образован как система частных турбулизаторов.To achieve the indicated technical result, remote (relative to the test sample), in particular, lattice structures of turbulators, possibly with different main directions of the lattice, are used. Moreover, the turbulator can be formed as a system of private turbulators.
Турбулизатор (систему турбулизаторов) располагают перед испытуемым объектом на некотором расстоянии, на пути набегающего потока. Причем он может быть закреплен как на самом испытуемом объекте, так и отдельно и перемещаться от него на определенном (возможно, и переменном) расстоянии, при этом может изменяться и его заглубление. В качестве механизмов изменения расстояния могут использоваться, в частности, механизмы винтовой и цепной подачи. Для определения усилия воздействия потока на турбулизатор он может оснащаться отдельным от испытуемого объекта динамометром. При применении турбулизатора, как системы последовательно расположенных частных турбулизаторов, каждый из них может иметь независимый привод и регистратор усилий, крепиться на разных телах, в том числе и на нескольких. При этом частные турбулизаторы могут иметь взаимно перпендикулярное основное расположение стержней. Порядок расположения и перемещения турбулизатора (системы турбулизаторов) и, возможно, габаритные размеры определяются на основе результатов прогонки тарировочных объектов разных масштабов.A turbulator (a system of turbulators) is placed in front of the test object at a certain distance, in the path of the incoming flow. Moreover, it can be fixed both on the test object itself, and separately and move from it at a certain (possibly variable) distance, while its depth can also change. As mechanisms for changing the distance, in particular, screw and chain feed mechanisms can be used. To determine the force exerted by the flow on the turbulator, it can be equipped with a dynamometer separate from the test object. When using a turbulator, as a system of sequentially located private turbulators, each of them can have an independent drive and a force recorder, can be mounted on different bodies, including several. In this case, private turbulators can have a mutually perpendicular main arrangement of the rods. The arrangement and movement of the turbulator (turbulizer system) and, possibly, overall dimensions are determined based on the results of running calibration objects of different scales.
На фиг.1 изображена схема испытания модели судового корпуса с закреплением турбулизатора на тележке (гандоле) опытового бассейна; на фиг.2 - схема испытания модели судового корпуса с турбулизатором, закрепленным на модели; на фиг.3 - вариант решетчатого выносного турбулизатора с вертикальными щелями (ячейками).Figure 1 shows a diagram of a test model of a ship’s hull with the turbulator mounted on a cart (handball) of the test pool; figure 2 is a test diagram of a model of the ship's hull with a turbulator mounted on the model; figure 3 is an option lattice remote turbulator with vertical slots (cells).
Экспериментальное устройство состоит (фиг.1, 2) из тележки 1, буксирного колеса 2, ведомого колеса 3, испытательной гондолы 4 динамометра 5 модели 6, ножа 7, ножен 8, турбулизатора 9, оснащенного динамометром 10 с кронштейном 11 и механизмами изменения расстояния до исследуемого объекта, выполненными, в частности, в виде винтовой подачи 12, консоли 13. Турбулизатор 9 (фиг.3) состоит из решетки шириной ВТ, высотой hТ, заглубляемой на высоту Т, образованной стержнями 13 с шагом Δ, закрепленными в опорном контуре 14.The experimental device consists (Fig. 1, 2) of a trolley 1, a towing wheel 2, a driven wheel 3, a test nacelle 4 of a dynamometer 5 of model 6, a knife 7, a sheath 8, a turbulator 9, equipped with a dynamometer 10 with an arm 11 and mechanisms for changing the distance to the investigated object, made, in particular, in the form of a screw feed 12, console 13. The turbulator 9 (Fig. 3) consists of a grating of width B T , height h T , deepened to a height T, formed by rods 13 with a pitch Δ fixed in the support circuit 14.
Турбулизатор работает следующим образом. Набегающий поток, проходя через решетку турбулизатора 9, предварительно турбулизуется, что позволяет уйти от ламинарного обтекания на подавляющей части поверхности испытуемого объекта. При моделировании разгона и торможения испытуемых объектов возможно изменение расстояния от выносного турбулизатора до испытуемого объекта при помощи механизма подачи 12. При креплении турбулизатора 9 на исследуемом объекте показания динамометра 10 (при отсутствии у турбулизатора динамометра возможна его отдельная прогонка с креплением на ножны 7) вычитаются из показаний динамометра испытуемого объекта 5, и получается значение собственно сопротивления исследуемого объекта. Предусмотрено применение турбулизатора в виде системы последовательно расположенных частных турбулизаторов с решетками разной геометрии, в частности с разными ячейками и/или направлением стержней 1. Расстояние от турбулизатора 9 до испытуемого объекта 6 и расстояние между частными турбулизаторами выбирается на основе сопоставления результатов прогонки тарировочных объектов разных масштабов.The turbulator operates as follows. The incoming flow, passing through the grate of the turbulator 9, is pre-turbulized, which allows you to escape from the laminar flow around the vast majority of the surface of the test object. When simulating the acceleration and deceleration of the test objects, it is possible to change the distance from the external turbulator to the test object using the feed mechanism 12. When mounting the turbulator 9 on the test object, the readings of dynamometer 10 (if the turbulator is not equipped with a dynamometer, it can be separately run with a sheath 7) is subtracted from dynamometer test object 5, and the result is the actual resistance value of the investigated object. It is intended to use a turbulator in the form of a system of sequentially located private turbulators with gratings of different geometries, in particular with different cells and / or the direction of the rods 1. The distance from the turbulator 9 to the test object 6 and the distance between the private turbulators are selected based on a comparison of the results of running calibration objects of different scales .
Источники информацииInformation sources
1. Справочник по теории корабля. В трех томах. Под ред. Я.И.Войткунского, Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители. Том первый. Л.: Судостроение, 1895. - С.321-322.1. Handbook of ship theory. In three volumes. Ed. Ya.I. Voytkunsky, Hydromechanics. Resistance to ship traffic. Ship movers. Volume One L .: Shipbuilding, 1895. - S.321-322.
