SU1463850A1 - Способ гашени гравитационных волн в жидкости и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Иэобретейие касаетс  гидрофизи- ческик измерений и может быть использовано дл  гавени  отраженных грави- тацион1шх волн (поверхностных и внутренних) в опытовык бассейнах. Цель изобретени  - упрощение маневрировани  преградой и упрощение кон- струкции. В бассейне 2 установлена отражак да  преграда, выполненна  в виде нераст жимой гибкой пленки 1, дел щей бассейн на две части 3 и 4. Часть 3 бассейна 2 заполнена стратифицированной жидкостью и  вл етс  рабочим объемом, басс ейна, а часть 4  вл етс  воздушной прослойкой между пленкой 1 и стенкой бассейна. Нижн   кромка пленки 1 жестко прикреплена к дну бассейна 2, а верхн   - посредством планки 5 и кривошипно- шатунного механизма соединена с реверсивным электроприводом 7, имеющим генератор 8 импульсов. Боковые кромки пленки 1 прикреплены к стенкам бассейна 2 с помощью собранной в складки 9 лавсановой пленки. Электроприводом 7 производ т периодическое перемещение планки 5, нат гива  и ослабл   пленку 1 с частотой; большей частоты волн в бассейне 2, что обеспечивает гашение как внутренних , так и поверхностных волн в бассейне . 2.с.п. ф-лы, 1 ил. i (Л С Од 00 00 ел

Description

Изобретение относитс  к области гидрофизических измерений и может быть использовано дл  гашени  отра-. женных гравитационных волн (поверх- ностных и внутренних) в опытовых бассейнах.

Изобретение обеспечивает режим бегущей волны дл  поверхностных и внутренних широкополосных волн в бассейне, устран   вли ние стенок бассейна и, таким образом, расшир ет возможность моделировани  в бассейне океанических волновых процессов.

Цель из.об ретени  - упрощение ма- неврированй  преградой и упрощение конструкции.

На чертеже изображен бассейн с устройством дл  гашени  гравитацион- ных волн в жидкости, аксонометри .

Устройство содержит отражающую , преграду, выполненную в виде нераст жимой гибкой пленки 1 и установленну в бассейне 2 перпендикул рно в плане направлению распространени  волн. Пленка 1 герметично раздел ет бассей 2 на две сти. 3 и 4. Часть 3 заполнена стратифицированной жидкостью и  вл етс  рабочим объемом бассейна 2, а часть 4  вл етс  воздушной прослой кой между пленкой 1 и задней стенкой бассейна 2. Толщина а прослойки выбираетс  в соответствии с соотношением а АО, где АО - амплитуда горизонтального смещени  частиц в падающей волне. Возможно использование отражающей пленки 1 в качестве стенок {бассейна 2. Нижн   кромка пленки 1 жестко прикреплена к дну бассейна 2, а верхн   закреплена на планке 5, тора  находитс  над поверхностью жидкости.. Планка 5 кинематически, например, с помощью кривошипно-шатун ного механизма 6 соединена с реверсивным электроприводом 7, который электрически св зан с генератором 8 импульсов. Боковые кромки пленки 1 герметично прикреплены к боковым стенкам бассейна 2 с помощью подвижного соединени  посредством собран- ной в складки 9 лавсановой пленки. Пленка 1 также может быть выполнена из лавсана.

Дл  обеспечени  податливого состо ни  пленки 1 необходимо, чтобы давление, вызванное силой инерции ее собственной массы, много меньше давлени  падающей волны. Это достигаетс , если плотность р массы плен

ки 1 и ее толщина h св заны с максимальным значением горизонтальной составл ющей ускорени  А частиц в па- дающе волне и амплитудой Р давлени  в последней соотношением

А, h « Р.(1)

Дл  обеспечени  податливого состо ни  необходима также гибкость пленки, что достигаетс , если модуль Юнга Е материала пленки, коэффициент :-J Пуассона материала пленки 1, амплитуда горизонтальной составл ющей А. смещени  частиц в падающей волне, глубина сло  жидкости Н в бассейне 2 были св заны соотношением

Р 32 Е h

-д- п

о

2)

Дл  обеспечени  жесткого состо ни  пленки 1 необходимо, чтобы она была нераст жима в нат нутом состо нии . Это обеспечиваетс  при выполнении соотношени 

Р т/ И . , -j3 -L-Cj) , 3)

Fo

где к -- - коэффициент раст жимости пленки 1; FJ, - сила нат жени  пленки

1;

dl - удлинение пленки 1; L - горизонтальный размер

пленки 1;

АО - амплитуда смещени  частиц в падающей волне. / 1л  обеспечени  жесткого состо ни  необходимо также, чтобы глубина прогиба а пленки 1 и длина падающей волны удовлетвор ли неравенству

(4)

Гх убина прогиба а при этом св зана с силой Fg нат жени  пленки 1 в жестком состо нии соотноп1ением

-i-|-/: - - (

Дл  обеспечени  скачкообразного изменени  состо ни  пленки 1 необходимо , чтобы врем  t переключени  из одного состо ни  пленки 1 в другое

было св зано с периодом Т - соотношением

Р« Т .

(6)

Это обеспечиваетс  при выполнении соотношени 

2 L Ав

F

г i

,

(7.)

где F -т сила воздействи  привода на пленку 1.

в исходном состо нии пленка 1 деформирована гидростатическим давлением жидкости, но при выполнении неравенства (5). эта статическа  дефор- маци  Много MeHbDie длины волны, т.е фаза падающей волны однородна на поверхности пленки 1 и по отношению к падающей волне пленка 1  вл етс  вертикальной отражаюп1ей преградой. Условие. (5) гарантирует также малость прогиба пленки 1 падающей эол- ной. Таким образом, в исходном состо нии пленка 1 отражает падающую волну как жестка  вертикальна  преграда . С помощью генератора 8 вырабатывают управл ющие сигналы типа

1

меандр с периодом Т --. Эти импульсы поступают на вход электропривода 7. С помощью последнего посредством криво шипно-шатунного механизма 6 и пленки 1 прикладывают силу F, величина которой выбрана в соответствии с соотношени ми (5) и (7) и направленную перпендикул рно фронту падающей волны. Силу прикладывают

в течение времени t о, т: , соответствующего определенной фазе меандра, например 0. Пленка 1 находитс  при этом в жестком состо нии,которому соответствует коэффициент отраже по сигналу с генератора 8 электропривод 7 подхватывает пленку 1, нат гивает ее и возвращает оп ть в жесткое состо ние и т.д; Врем  t смены состо ний пленки J св зано с посто нной времени DO электропривода 7 соотношением С, -Сд . в результате происходит модул ци  фазы отраженных волн и преобразование вверх частот рассе нного пол . Вследствие в зкости жидкости высокочастотные волны сильно поглощаютс  и быстро спадают при удалении от пленки 1. Происходит гаше- 15 ние одновременно как внутренних, так и поверхностных волн независимо от их дисперсионных характеристик и модово- го состава.

J 2f

Claims (2)

1.Способ гашени  гравитационных волн в жидкости, включающи размещение в жидкости перепендикул рно на--;

25 правлению распространени  волн отражающей преграды и периодическое ее перемещение, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  маневри- ровани  преградой, периодическое пе30 ремещение преграды осуществл ют изменением ее состо ни  от жесткого до гибкого с частотой, большей частоты волн в жидкости.

ки  по давлению R +1. В момент t

в соответствии со сменой фазы сигна- 35:

2.Устройство дл  гашени  гравита- ла генератора 8 электропривод 7 за ционных волн в жидкости, включающее врем  -С ослабл ет нат жение пленки установленную в бассейне с жидкостью

перпендикул рно направлению распространени  волн преграду, кинематически соединенную с реверсивным электрй- приводом, и генератор импульсов, отличающеес  тем, что.

1 до нул , что приводит пленку 1 в податливое состо ние, которому соответствует коэффициент отражени  по давлению R -1. В податливом состо нии пленка 1 пребьтает в течение вре40

с

63850

по сигналу с генератора 8 электропривод 7 подхватывает пленку 1, нат гивает ее и возвращает оп ть в жесткое состо ние и т.д; Врем  t смены состо ний пленки J св зано с посто нной времени DO электропривода 7 соотношением С, -Сд . в результате происходит модул ци  фазы отраженных волн и преобразование вверх частот рассе нного пол . Вследствие в зкости жидкости высокочастотные волны сильно поглощаютс  и быстро спадают при удалении от пленки 1. Происходит гаше- 15 ние одновременно как внутренних, так и поверхностных волн независимо от их дисперсионных характеристик и модово- го состава.

10

20 Формула изобретени 

1.Способ гашени  гравитационных волн в жидкости, включающи размещение в жидкости перепендикул рно на--;

25 правлению распространени  волн отражающей преграды и периодическое ее перемещение, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  маневри- ровани  преградой, периодическое пе30 ремещение преграды осуществл ют изменением ее состо ни  от жесткого до гибкого с частотой, большей частоты волн в жидкости.

мени от t -до . t Т- -С , свободно

падает вместе с жидкостью, причем деформации пленки 1 под действием падающих волн в податливом состо нии происход т на фоне статической Деформации . После этого в течение времени

с целью упрощени  конструкици, преграда вьшолнена в виде нераст жимой гибкой пленки, соединенной нижней кромкой с дном бассейна, а верхней - с реверсивным электроприводом, причем генератор импульсов подключен к реверсивному электроприводу.