UA9793U

UA9793U - Internal wave generator

Info

Publication number: UA9793U
Application number: UAU200503104U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Ivanovych Nikishov; Vitalii Volodymyrovyc Oleksiuk; Serhii Volodymyrovych Pikhur
Original assignee: Inst Of Hydromechanics Of The
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2005-04-05
Publication date: 2005-10-17

Abstract

The proposed internal wave generator is designed as a pool filled with water, in which a wave exciter is installed. The wave exciter is designed as a rectangular plate, which is installed with a possibility to move reciprocally in a vertical plane. The edges of the plate are joined, by resilient braces, with the walls of the pool and a horizontal bar, which is installed perpendicular to the walls of the pool. To the said bar, a drop-shaped element is fixed that is designed for forming wave profile. In the pool, a wave damper is also installed, which is designed as a plate made of waterproof material that is half-immersed in water and joined with the walls of the pool, and a plate-like wave reflector, which is arranged at an angle to the water surface.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до експериментальної гідродинаміки, зокрема до волнопродукторів внутрішніх 2 хвиль під час модельних досліджень в басейнах або лотках із стратифікованою по густині і (або) температурі рідиною.A useful model refers to experimental hydrodynamics, in particular to wave generators of internal 2 waves during model studies in pools or trays with a fluid stratified by density and (or) temperature.

Відомі устрої для створення внутрішніх хвиль, що включають розташоване усередині стратифікованої рідини коливне робоче тіло у вигляді щита або циліндра (див. "Методьії гидрофизических исследований" ИПФ АН СРСР,Known devices for creating internal waves, which include an oscillating working body in the form of a shield or a cylinder located inside a stratified liquid (see "Methods of hydrophysical research" of the IPF of the Academy of Sciences of the USSR,

Горький, 1984р., с.197 та а. с. СРСР Мо1070438, МКИ 501М10/00) (11. 70 Недоліками щитових устроїв є наявність на кінцях щитів зривних плинів, а також поява паразитних повзучих плинів, що призводить до руйнації вихідного профілю стратифікації рідини.Gorky, 1984, p. 197 and a. with. USSR Mo1070438, MKY 501M10/00) (11. 70 The disadvantages of shield devices are the presence of shear currents at the ends of the shields, as well as the appearance of parasitic creeping currents, which leads to the destruction of the initial profile of liquid stratification.

При використанні в якості тіла циліндра чи крила, що створюють хвилі, необхідно велике подовження його для зменшення впливу кінцевих зривних ефектів.When using a wave-creating cylinder or wing as a body, it must be greatly lengthened to reduce the impact of final shear effects.

Відомий устрій генерування внутрішніх хвиль, що подано в "Ооцгпа! ої Ріцій Меспапісв" 1984р., т.145, 19629 (2), містить робоче тіло у виді плунжера, механічно пов'язане з приводом його переміщення.The known device for generating internal waves, presented in "Ootsgpa! oi Ritsii Mespapisv" 1984, vol. 145, 19629 (2), contains a working body in the form of a plunger, mechanically connected to the drive for its movement.

Недоліком цього устрою є утворення на кінцях плунжера зривних плинів.The disadvantage of this device is the formation of disruptive currents at the ends of the plunger.

Відомий устрій (а. с. СРСР Мо4465725, МКИ 01М10/00) |З), що містить сферу з пластичного пружного матеріалу, що встановлюється в необхідній точці водяного обсягу басейну, пов'язану сполучними шлангами з пневморозподільником і дроселями з атмосферою та устроями керування і автоматики.A known device (a.s. USSR Mo4465725, MKY 01M10/00) |Z), containing a sphere made of plastic elastic material, which is installed at the required point of the water volume of the pool, connected by connecting hoses with a pneumatic distributor and throttles to the atmosphere and control devices and automation.

Недоліком даного устрою є утворення поверхневої хвилі при динамічному збільшенні діаметра сфери з внесенням при цьому додаткового обсягу в басейн.The disadvantage of this device is the formation of a surface wave during a dynamic increase in the diameter of the sphere with the addition of additional volume to the pool.

Найбільше близьким до устрою, що заявляється, є устрій, описаний у (Мопіїпеаг Ргосеззез іп Сеорпувзісв, 2001, М.8, рр.223-239) |4), що містить робоче тіло у вигляді двох прямокутних однакових по площі поршнів, що рухаються у протифазі, які установлені вертикально один над другим у торці басейну, перекриваючи цілком 22 перетин, причому плоский горизонтальний роздільник між поршнями знаходиться в площині поділу між рідинами -о з різноманітною густиною (область максимального градієнту густини).The closest to the claimed device is the device described in (Mopiipeag Rgosezzez ip Seorpuvzisv, 2001, M.8, pp. 223-239) |4), which contains a working body in the form of two rectangular pistons of the same area that move in antiphase, which are installed vertically one above the other at the end of the pool, completely covering the 22 sections, and the flat horizontal separator between the pistons is located in the plane of separation between liquids of different density (area of maximum density gradient).

Недоліками даного устрою є виникнення поверхневої хвилі при генерації внутрішніх хвиль, ускладнена конструкція торцевої стінки басейну через установку дейдвудних гермовводів для штоків поршнів, складна конструкція керування синхронним рухом поршнів у протифазі. оThe disadvantages of this device are the appearance of a surface wave during the generation of internal waves, the complicated design of the end wall of the pool due to the installation of deadwood sealing conduits for the piston rods, the complex design of controlling the synchronous movement of the pistons in antiphase. at

Задача, що розв'язується запропонованою корисною моделлю - підвищення якості проведення Ге») гідрофізичного експерименту за рахунок недопущення виникнення поверхневих хвиль, запобігання зриву внутрішніх хвиль і відсутність запровадження додаткової маси (обсягу) для генерації внутрішніх хвиль і в здешевлення експерименту за рахунок винятку додаткової реконструкції торцевої стінки басейну. Ге»)The problem solved by the proposed useful model is to improve the quality of conducting a hydrophysical experiment by preventing the occurrence of surface waves, preventing the breakdown of internal waves and the absence of the introduction of additional mass (volume) for the generation of internal waves, and by reducing the cost of the experiment due to the exception of additional reconstruction end wall of the pool. Ge")

Поставлена задача вирішується тим, що в генераторі внутрішніх хвиль, який містить гідравлічний басейн зі 3о стратифікованою рідиною (водою), в якій розміщене коливне робоче тіло, останнє виконано у вигляді прямокутного поршня, встановленого з можливістю зворотно-поступального руху у вертикальній площині, при цьому поперечні краї поршня герметично прикріплені розтяжними еластичними водонепроникними полотнинами « відповідно до торця басейну та до стрижня, який встановлено перпендикулярно бортам басейну і до якого - приєднано своїм гострим кінцем нерухоме формуюче крило у вигляді прямокутної пластини краплевидного 50 профілю, що розміщено на межі поділу рідин під нахилом до площини поділу, при цьому над областю поршня і с формуючого крила розташований заспокоювач хвиль, виконаний у вигляді напівзатопленої водонепроникної з» пластини, герметично прикріпленої до торця та бортів басейну, а в центральній області басейну встановлено відсікач поверхневих хвиль у вигляді водонепроникної пластини жорстко прикріпленої до бортів басейну і розташованої похило до вільної поверхні таким чином, що його надводна частина звернена убік напрямку поширення внутрішньої хвилі. іш Запропонована корисна модель відрізняється простотою виготовлення, відсутністю ефекту виникнення -І поверхневих хвиль, відпадає необхідність ускладнення конструкції торцевої стінки басейну і не вводиться додатковий обсяг (маса) при генерації внутрішніх хвиль. о Конструкція генератора представлена на фігурі поперечного розтину. Генератор внутрішніх хвиль се» 20 складається із заспокоювача хвиль 1, прикріпленого до першого торця басейну 2, еластичної водонепроникної полотнини 3, що прикріплена до поперечного краю поршня 4, дна басейну 5, стрижня 6, до якого приєднано формуюче крило 7, відсікача поверхневих хвиль 8, басейн заповнено водою з більшою густиною 9, яку відділяє межа поділу рідин 10 від води з меншою густиною 11, вільної поверхні 12, другого торця басейну 13, внутрішньої хвилі 14 та поверхневої хвилі 15.The problem is solved by the fact that in the generator of internal waves, which contains a hydraulic pool with a 3o stratified liquid (water), in which an oscillating working body is placed, the latter is made in the form of a rectangular piston installed with the possibility of reciprocating movement in the vertical plane, while the transverse edges of the piston are hermetically attached with stretchable elastic waterproof cloths "according to the end of the pool and to the rod, which is installed perpendicular to the sides of the pool and to which a fixed forming wing in the form of a rectangular plate of a teardrop-shaped 50 profile is attached with its sharp end, which is placed on the boundary of the separation of liquids at an angle to the separation plane, while above the area of the piston and the forming wing there is a wave stabilizer, made in the form of a semi-submerged waterproof c" plate, hermetically attached to the end and sides of the pool, and in the central area of the pool, a surface wave breaker is installed in the form of a waterproof plate rigidly attached to the sides of the pool and located obliquely to the free surface in such a way that its surface part faces away from the direction of propagation of the internal wave. иш The proposed useful model is characterized by ease of manufacture, the absence of the effect of the occurrence of -I surface waves, there is no need to complicate the design of the end wall of the pool, and no additional volume (mass) is introduced during the generation of internal waves. o The design of the generator is shown in the figure of a cross-section. The generator of internal waves se" 20 consists of a wave stabilizer 1 attached to the first end of the pool 2, an elastic waterproof cloth 3 attached to the transverse edge of the piston 4, the bottom of the pool 5, a rod 6, to which a forming wing 7 is attached, a surface wave breaker 8 , the pool is filled with water with a higher density 9, which is separated by a fluid separation boundary 10 from water with a lower density 11, a free surface 12, the second end of the pool 13, an internal wave 14 and a surface wave 15.

СС о5 Генератор внутрішніх хвиль працює наступним чином.SS o5 The generator of internal waves works as follows.

При переміщенні поршня 4 з позиції "а" в позицію "б", рідина з більшою густиною 9 витискується в напрямку формуючого крила 7 у вигляді внутрішньої хвилі 14, яка поступово посувається у напрямку другого торця басейну, а залишкова поверхнева хвиля 15, яка виходить з-під заспокоювача хвиль 1, відсікається відсікачем поверхневих хвиль 8, залишаючи незбуреною вільну поверхню басейну 12. 60 Джерела інформації 1. "Методьі гидрофизических исследований" ИПФ АН СРСР, Горький, 1984р., с. 197 та а. с. СРСР Мо1070438,When moving the piston 4 from position "a" to position "b", a liquid with a higher density 9 is squeezed in the direction of the forming wing 7 in the form of an internal wave 14, which gradually moves towards the second end of the pool, and the residual surface wave 15, which comes from - under the wave stabilizer 1, is cut off by the surface wave breaker 8, leaving the free surface of the pool 12 undisturbed. 60 Sources of information 1. "Methods of hydrophysical research" IPF AS USSR, Gorky, 1984, p. 197 and a. with. USSR Mo1070438,

МКИ 501М10/00. 2. "доигпаї ої Ріцід Меспапісв" 1984р., т.145, с.129. 3. А. с. СРСР Мо 4465725, МКИ С501М 10/00. бо 4. Мопііпеаг Ргосеззез іп Сеорпузісв, 2001, М.8, рр.223-239.MKY 501M10/00. 2. "Doigpai oi Ritsid Mespapisv" 1984, vol. 145, p. 129. 3. A. p. USSR Mo 4465725, MKY S501M 10/00. because 4. Mopiipeag Rgosezzez ip Seorpuzisv, 2001, M.8, pp. 223-239.

Claims

Formula of the invention 2, , , , и о, , , , , Generator of internal waves containing a hydraulic pool with a stratified liquid (water) and an oscillating working body placed in the liquid, which is distinguished by the fact that the latter is made in the form of a rectangular piston installed with with the possibility of reciprocating movement in the vertical plane, while the transverse edges of the piston are hermetically attached by stretchable elastic waterproof sheets in accordance with the end face 70 of the pool and to the rod, which is installed perpendicular to the sides of the pool, and to which the forming wing in the form of a rectangular plate with a teardrop profile is attached with its sharp end , which is placed at the boundary of liquid separation at an angle to the plane of separation, while above the region of the piston and forming wing there is a wave attenuator, made in the form of a semi-submerged waterproof plate, hermetically attached to the end and sides of the pool, and in the central area of the pool, a surface wave breaker is installed in in the form of waterproof a plate rigidly attached to the sides of the pool and located obliquely to the free surface in such a way that its surface part faces the direction of the internal wave. that 2 (ze) Zo F y (o)

. and? se) -and se) syu» So 60 b5