RU2524474C1 - Minimal surface simulation device - Google Patents
Minimal surface simulation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524474C1 RU2524474C1 RU2012155254/12A RU2012155254A RU2524474C1 RU 2524474 C1 RU2524474 C1 RU 2524474C1 RU 2012155254/12 A RU2012155254/12 A RU 2012155254/12A RU 2012155254 A RU2012155254 A RU 2012155254A RU 2524474 C1 RU2524474 C1 RU 2524474C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- housings
- walls
- devices
- tapes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Toys (AREA)
- Bag Frames (AREA)
Abstract
Description
Устройство моделирования минимальной поверхности Minimum Surface Modeling Device
Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения геометрических форм математических и физических решений изопериметрических задач.The invention relates to the field of mechanics and can be used to conduct workshops in physics and mathematics in higher and secondary educational institutions to study the geometric forms of mathematical and physical solutions of isoperimetric problems.
Известно устройство моделирования полидуги [1], предназначенное для представления последовательности гладко сопряженных, то есть,имеющих в точках соединения общие касательные, для соседних дуг окружностей, возможно разных радиусов, состоящее из корпуса в форме полого параллелепипеда, с прозрачной верхней крышкой, отличающееся тем, что корпус разделен на секции подвижными перегородками, движущимися в вертикальных пазах, расположенных симметрично в противоположных боковых стенках корпуса, в торцевой стенке и в подвижных перегородках, также вертикально расположены по одному пазу меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты, закрепленной изнутри ко второй торцевой стенке. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей этого устройства за счет моделирования минимальных поверхностей.A device is known for modeling a poly-arc [1], designed to represent a sequence of smoothly conjugated, that is, having common tangents at the connection points, for adjacent arcs of circles, possibly of different radii, consisting of a body in the form of a hollow parallelepiped, with a transparent top cover, characterized in that the casing is divided into sections by movable partitions moving in vertical grooves symmetrically located in opposite side walls of the casing, in the end wall and in the movable partitions, t kzhe vertically arranged one groove of smaller size for flexible only in the transverse direction of the belt fixed to the inside of the second end wall. The aim of the invention is to expand the functionality of this device by modeling minimal surfaces.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных аналогичных технических решений заключается в моделировании минимальной поверхности. Причина трудности аналитического моделирования минимальных поверхностей заключается в вычислительно сложной вариационной задаче со многими переменными, не имеющей на настоящий момент эффективного алгоритма решения.The technical result that cannot be achieved by any of the known similar technical solutions lies in modeling the minimum surface. The reason for the difficulty of analytical modeling of minimal surfaces is a computationally complex variational problem with many variables that does not currently have an effective solution algorithm.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве моделирования минимальной поверхности, содержащем линейку корпусов, каждый из которых имеет форму параллелепипеда, с верхними крышками, разделенных на несколько секций подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах, выполненных в боковых стенках корпусов, при этом крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки корпусов, в подвижных перегородках вертикально выполнены пазы меньшего размера для гибких нерастяжимых лент, все стенки корпусов выполнены прозрачными, а в стенках всех соседствующих секций выполнены согласовано вентильные отверстия, допускающие перетекание жидкости в ортогональных направлениях, согласно изобретению, два идентичных устройства расположены друг над другом, секции выполнены квадратными, при этом ленты верхнего и нижнего устройств расположены ортогонально, между ними вертикально установлены штанги одинакового размера, проходящие через отверстия в верхней крышке нижнего устройства и в нижней крышке верхнего устройства обеих плоскостей квадратных секций, касаясь соответствующих лент обоих устройств, при этом в верхней крышке верхнего устройства в отверстиях секций установлены вертикально вторые штанги, касающиеся лент верхнего устройства, причем первые и вторые штанги образуют общие составные вертикальные штанги.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device for modeling a minimal surface containing a line of cases, each of which has the shape of a parallelepiped, with top covers divided into several sections by movable partitions arranged to move in vertical grooves made in the side walls of the cases, at the same time, the extreme partitions form the movable end walls of the housings; in the movable partitions, smaller grooves are vertically made for flexible inextensible x tapes, all the walls of the housings are made transparent, and in the walls of all adjacent sections there are matching valve openings that allow fluid to flow in orthogonal directions, according to the invention, two identical devices are located one above the other, the sections are made square, while the tapes of the upper and lower devices are located orthogonally, between them vertically mounted rods of the same size passing through the holes in the upper cover of the lower device and in the lower cover of the upper device both planes square sections by touching the corresponding strips of both devices while the top lid in the upper sections of the device the openings are vertically second rod on the upper unit ribbons, wherein the first and second rod form a common component vertical rod.
На фиг.1 представлена общая конструктивная схема устройства.Figure 1 presents the General structural diagram of the device.
Устройство состоит из пары одинаковых устройств из линейки корпусов 1m каждый в форме параллелепипеда, с верхними крышками 2m, разделенных на несколько квадратных секций 3m.n подвижными перегородками 4m.n+1, движущимися в вертикальных пазах 5m.n, выполненных в боковых стенках корпусов, крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки 6m и 7m корпусов. В подвижных перегородках 4m.n+1, также вертикально выполнены пазы меньшего размера 8m.n+1 для гибких нерастяжимых лент 9m, в совокупности принимающих целевую форму поверхности. Все стенки корпусов, выполнены прозрачными, а в стенках всех соседствующих секций 3m.n выполнены согласовано вентильные отверстия 102m.2n , допускающие перетекание жидкости в ортогональных направлениях. Два идентичных устройства располагаются друг над другом, при этом ленты верхнего и нижнего устройств расположены ортогонально. Между ними устанавливаются вертикально штанги 11m.n одинакового размера, проходящие через отверстия в верхней крышке нижнего устройства и в нижней крышке верхнего устройства обоих плоскостей квадратных секций, касаясь соответственных лент обоих устройств. Из верхней крышки верхнего устройства из отверстий в секциях устанавливаются вертикально штанги 12m.n, касающиеся лент 9m верхнего устройства, при этом штанги 11m.n и 12m.n образуют общие составные вертикальные штанги.The device consists of a pair of identical devices from the line of cases 1m each parallelepiped-shaped with top covers 2mdivided into several square sections 3mn movable partitions 4m.n + 1moving in vertical grooves 5mnmade in the side walls of the buildings, the extreme partitions form a movable end wall 6m and 7m buildings. In movable partitions 4m.n + 1also smaller grooves 8m.n + 1 for flexible inextensible tapes 9m, collectively taking the target shape of the surface. All walls of the housings are made transparent, and in the walls of all adjacent sections 3mn matching valve holes 10 are made2m.2n ,allowing fluid flow in orthogonal directions. Two identical devices are located one above the other, while the tapes of the upper and lower devices are located orthogonally. Between them are mounted vertically rods 11mn the same size passing through the holes in the upper cover of the lower device and in the lower cover of the upper device of both planes of square sections, touching the respective tapes of both devices. From the upper cover of the upper device from the holes in the sections are mounted vertically rods 12mnconcerning tapes 9m the upper device, while the rods 11mn and 12mn form a common composite vertical rods.
Устройство работает следующим образом. В каждое из устройств, расположенных ортогонально друг другу, в емкости каждой секции 3m.n+1, разделенной лентой 9m, дополна заливается вязкая несжимаемая жидкость, например глицерин, в одинаковой пропорции для соответствующих секций 3m.n+1 нижнего и верхних устройств. Затем ленты 9m одного из устройств разнонаправлено с усилием вытягиваются из корпусов 1m до останова, при этом вентили 102m.2n открываются для секций 2m.*, обеспечивая несмешиваемое перетекание жидкости в секциях под лентой 9m и над лентой 9m, и закрываются для стенок секций 3*.m+1 между соседними лентами 9m, при этом для второго устройства вентили 102m.2n открываются для обеспечения перетекания жидкости вдоль ряда секций 3*.n+1 пересекающих ленты 9m и закрываются для секций 3m.* вдоль лент 9m. После завершения процесса распределение жидкостей внутри устройств оказывается одинаковым. Далее вытягиваются ленты 9 m из другого устройства, обеспечивая открытие и закрытие вентилей 102m.2n для обоих устройств аналогично предыдущему процессу. Многократно повторяя эти действия, чередуя растяжения лент 9m, установившееся положение формирует минимальную поверхность, наблюдаемую по положению вершин штанг 12m в верхнем устройстве. Разнообразие минимальных поверхностей обеспечивается различной фиксацией расположения торцевых подвижных перегородок. Новизна предлагаемого изобретения обусловлена оригинальностью использования полидуг для формирования сечений масштабируемых моделей рельефа, в научно-исследовательских работах Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН [2].The device operates as follows. In each of the devices located orthogonally to each other, in the capacity of each section 3m.n + 1divided by tape 9m, in addition, a viscous incompressible liquid, for example glycerin, is poured in the same proportion for the corresponding sections 3m.n + 1lower and upper devices. Then tape 9m one of the devices are multidirectionally pulled out of the housings 1m to stop, with valves 102m.2n open for sections 2m. *providing immiscible fluid flow in sections under the tape 9m and above tape 9m, and are closed for the walls of sections 3* .m + 1 between adjacent tapes 9mwhile for the second device valves 102m.2n open to allow fluid to flow along a number of sections 3* .n + 1 crossing tapes 9m and close for sections 3m. * along tapes 9m. After the completion of the process, the distribution of liquids inside the devices is the same. Next, the ribbons are pulled 9 m from another device, providing the opening and closing of valves 102m.2n for both devices is similar to the previous process. Repeating these steps many times, alternating stretching tapes 9m, the steady-state position forms the minimum surface observed by the position of the tops of the rods 12m in the top device. A variety of minimal surfaces is provided by various fixation of the location of the end movable partitions. The novelty of the invention is due to the originality of the use of poly-arcs for the formation of sections of scalable relief models in the research works of the Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS [2].
Источники информацииInformation sources
1. Ким П.А. УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛИДУГИ. Патент RU 2461891 C2. Опубл. 20.09.2012, бюлл. N 26.1. Kim P.A. DEVICE MODELING OF THE POLIDUK. Patent RU 2461891 C2. Publ. 09/20/2012, bull. N 26.
2. Ким П.А. Полидуга как элемент конструирования профилей масштабируемой модели рельефа. Тр. Межд. научн. конгр. "ГЕО-Сибирь-2007", Новосибирск, Россия, т.3 , с.188-192. 5 стр.2. Kim P.A. Polydug as an element for constructing profiles of a scalable terrain model. Tr. Int. scientific Congr. "GEO-Siberia-2007", Novosibirsk, Russia, t.3, p.188-192. 5 pp.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155254/12A RU2524474C1 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Minimal surface simulation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155254/12A RU2524474C1 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Minimal surface simulation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012155254A RU2012155254A (en) | 2014-06-27 |
RU2524474C1 true RU2524474C1 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=51215873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012155254/12A RU2524474C1 (en) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Minimal surface simulation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524474C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636910C1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВО "НГПУ") | Device of modeling quasi-hyperbole |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1364980A (en) * | 1972-02-25 | 1974-08-29 | Omnium Tech Administrat | Models of macro structures |
US5156550A (en) * | 1991-10-10 | 1992-10-20 | Haggerty Enterprises, Inc. | Bottom mounted air trap device |
RU2461891C2 (en) * | 2010-07-23 | 2012-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный педагогический университет" | Polyarc simulation device |
-
2012
- 2012-12-19 RU RU2012155254/12A patent/RU2524474C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1364980A (en) * | 1972-02-25 | 1974-08-29 | Omnium Tech Administrat | Models of macro structures |
US5156550A (en) * | 1991-10-10 | 1992-10-20 | Haggerty Enterprises, Inc. | Bottom mounted air trap device |
RU2461891C2 (en) * | 2010-07-23 | 2012-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный педагогический университет" | Polyarc simulation device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КИМ П.А. Полидуга как элемент конструирования профилей масштабируемой модели рельефа. Тр. Межд. научн. конгр. "ГЕО-Сибирь-2007", Новосибирск, Россия, т.3 с.188-192. 5 стр. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636910C1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-11-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный педагогический университет" (ФГБОУ ВО "НГПУ") | Device of modeling quasi-hyperbole |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012155254A (en) | 2014-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2461891C2 (en) | Polyarc simulation device | |
Brasseur et al. | Interscale dynamics and local isotropy in high Reynolds number turbulence within triadic interactions | |
CN107939366B (en) | A kind of volume fracturing Dynamic Analysis of Horizontal Well Pressure method and device | |
RU2524474C1 (en) | Minimal surface simulation device | |
RU2524882C2 (en) | Apparatus for surface simulation with polyarcs | |
Settino et al. | Signatures of the single-particle mobility edge in the ground-state properties of Tonks-Girardeau and noninteracting Fermi gases in a bichromatic potential | |
Efrati et al. | Confined disclinations: Exterior versus material constraints in developable thin elastic sheets | |
McPhedran et al. | Lattice sums for gratings and arrays | |
Mandal et al. | Water wave scattering | |
RU2541274C2 (en) | Polyarc simulation device | |
RU2580495C1 (en) | Device for simulation cylindrical surface | |
Snyder | c-Dominating Sets for Families of Graphs | |
Behrend et al. | Higher spin alternating sign matrices | |
Seo et al. | Argyres-Douglas loci, singularity structures and wall-crossings in pure $\mathcal {N}= 2$ gauge theories with classical gauge groups | |
RU2523988C1 (en) | Universal unit for building polyarchs | |
Skučaitė | Investigation of the spectrum for Sturm–Liouville problem with a nonlocal integral boundary condition | |
RU2636910C1 (en) | Device of modeling quasi-hyperbole | |
Glantz et al. | Capillary displacement in totally wetting and infinitely long right prisms | |
MX2015017477A (en) | Method for producing honeycomb structures. | |
CN206652516U (en) | A kind of use for laboratory instruction case | |
Kumar | Vortex filament equation for some regular polygonal curves | |
RU2695138C1 (en) | Voronoi diagram simulator | |
Dalai | Incompressible Viscous Flows in Two and Three Dimensional Liddriven Cavities | |
Kelil | Bivariate box splines and surface subdivision | |
Dobrokhotov et al. | Wave trains associated with a cascade of bifurcations of space-time caustics over elongated underwater banks |