УСТАНОВКА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ПОТОКОВ

Настоящая полезная модель относится к области аналоговой вычислительной техники и может найти применение при электромагнитном моделировании физических процессов взаимодействия тел с О1фужающей средой в судостроении, авиационной промышленности и других отраслях.
В настоящее время все большее распространение получают электромагнитные методы моделирования.
Известно устройство для моделирования поступательно-циркуляционных трехмерных потоков, содержащее модель обтекаемого тела из диамагнетика, блок задания переменного однородного матитного поля, выполненный в виде колебательного контура с обмоткой на диэлектрическом каркасе, подключенного к блоку трансформаторов тока, вход которого соединен с блоком питания. В рабочей части блока задания магнитного поля расположена модель обтекаемого тела с установленными на ней контролирующими и измерительными датчиками. Контролирующие и измерительные датчики через блок реле, соединенный по входу с кнопочным пультом 11равления, подключены к измерительному блоку (1.
Известное устройство позволяет получить картины линий тока, распределение потенциалов, относительных скоростей или давлений при различных углах набегания потока, однако для ||«зменения величины угла набегания потока в известном устройстве необходимо производить дискретное выставление на координатном устройстве углов установки модели относительно потока, что ограничивает функциональные возможности устройства при моделировании динамически изменяющегося трехмерного потока.
Известна установка для моделирования трехмерных однородных потоков, совпадающая с заявляемым решением по наибольшему числу существенных признаков и принятая за прототип. Установка содержит геометрическую модель обтекаемого тела, выполненную из электролроводного диамагнитного материала, генератор переменного напряжения, блок регистрации с измерительными датчиками, блок моделирования среды, выполненный в виде катушек индуктивности, размещенных на диэлектрических каркасах на магнитолроq ll S
воде, выполненном в виде трех взаимно перпендикулярных стержней. Каждый стержень матитопровода выполнен в виде трехсекционного параллелепипеда, внешние секции которого выполнены сплошными, а взаимно пересекающиеся внутренние секции - полыми, образующими магнитную кабину. Катушки индуктивности, подключены к генератору переменного напряжения через блок задания составляющих трехмерного потока. Каждая из составляющих магнитной кабины создает трехмерный поступательно-циркуля1улонный поток, которые складываются в рабочем объеме кабины и создают результируюи й поступательно-циркуляционный магнитный поток, величина и направление которого задаются величинами и фазами электрических токов, протекающих в катушках индуктивности 2.
Известная установка позволяет оперативно изменять амплитуду и направление суммарного магнитного потока, однако магнитный поток при этом остается однородным во всем пространстве магнитной кабины .
Задачей являлось создание такой.установки для моделирования трехмерных потоков, которая бы позволяла моделировать потоки, локально неоднородные в простанстве как по напряженности, так и по направлению, и тем самым расширить возможности моделирования.
Поставленная задача решается тем. что в установке для моделирования трехмерных потоков, включающей геометрическую проводящую модель обтекаемого тела, выполненную из электропроводного диамагнитного материала, генератор переменного напряжения, блок регистра1 и с измерительным датчиком и блок моделирования среды, выполненный в виде катушки индуктивности, размещенной на диэлектрическом каркасе и выводами подсоединенной к выходам генератора переменного напряжения, введены по крайней мере две пары дополнительных соосных катушек индуктивности, размещенных по разные стороны от катушки индуктивности блока моделирования среды, при этом оси каждой пары дополнительных катушек перпендикулярны друг другу и перпендикулярны оси катушки блока моделирования среды. Дополнительные катушки индуктивности каждой пары соединены последовательно и подключены к выходам генератора переменного напряжения через амплитудный регулятор.
Кахэдая дополнительная катушка индуктивности может быть выполнена в виде плоского проводящего витка или в виде нескольких витков, соединенных последовательно. Две или несколько пар дополнительных катушек индуктивности могут быть размещены, в зависимости от конкретных условий эксперимента, в центральной или периферийных областях катушки индуктивности блока моделирования среды.
На фиг.1 изображен общий вид установки для моделирования трехмерных потоков;
на фиг.2 показан вариант расположения дололнительных катушек индуктивности по разные стороны периферийной части катушки индуктивности блока
моделирования среды; а на фиг.З - направление вектора магнитной индукции В при таком расположении дополнительных катушек (в плоскостях XY и XZ- перпендикулярных осям доподнительнык катушек);
на фиг. 4 показан вариант расположения двух пар дополнительных катушек индуктивности по разные стороны п рферийных частей катушки индуктивности блока моделирования среды, а на фиг.5 - направление вектора магнитной индукции В при таком расположении дополнительных катушек (в плоскостях XY и XZ);
на фиг.б показан вариант расположения дополнительных катушек в районе центральной части катушки индуктивности блока моделирования среды, а на фиг.7 - направление вектора магнитной  В при таком расположении дополнительных катушек (в плоскостях XY и XZ).
Заявляемое устройство включает систему последовательно соединенных проводящих витков 1, размещенных на диэлектрическом каркасе (на чертеже не показан) и образующих катушку индуктивности блока моделирования среды, внутри которой размещают неподвижную геометрическую проводящую масштабную модель обтекаемого тела, например, модель корпуса подводного корабля, выполненную из электропроводного диамагнитного материала (на чертеже модель не показана). Пара дополнительных катушек индуктивности 2 размещена по разные стороны от витков 1 катушки индуктивности блока моделирования среды так, что их ось перпендикулярна оси витков 1. Последовательно соединенные витки 1 подключены к генератору переменного напряжения 3. Дополнительные катушки индуктивности 2 соединены последовательно и через амплитудный регулятор 4, например переменное сопротивление, подключены к генератору 3. Измерительный датчик 5, налример, датчик Роговского, подключен к блоку регистрации 6. Блок регистрации 6 может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных с измерительным датчиком 5. усилителя сигналов, фазового детектора, цифрового вольтметра с аналогоцифровым преобразователем и электронно-В1э1числительной машины, например, персонального компьютера. Другая пара дополнительных катушек 7 расположена так, что их ось перпендикулярна оси катушек 2. Катушки 7 соединены последовательно и через амплитудный, регулятор 8 подключены к генератору переменного напряжения 3.
Заявляемое устройство для моделирования обтекания трехмерных потоков работает следующим образом.
. Напряжение с выходов генератора переменного напряжения 3 поступает на витки 1 катушки индуктивности блока моделирования среды и через амплитудные регуляторы 4 и 8 соответственно на дополнительные катушки индуктивности 2 и 7. В результате во внутреннем объеме блока моделирования среды, где предварительно устанавливают проводящую модель обтекаемого тела, происходит сложение магнитных потоков, создаваемых витками 1, катушками 2 и 7, и создается локально неоднородный магнитный поток, как по напряженности, так и по направлению в плоскостях XY и XZ , перпендикулярных соответственно оси катушек 2 и оси катушек 7. Требуемую по условиям эксперимента степень неоднородности магнитного потока и его конфигурацию задают тем или иным расположением дополнительных катушек 2 и 7, а также величиной протекающих через них токов, которые регулируют с помощью амплитудных регуляторов 4 и 8.
Использованная литература
1.Авторское свидетельство СССР № 305487, МПК G 01 G 7/44 , опубликовано 04.06.1971г.).
2.Авторское сведетельство СССР № 1056226, МПК G 06 G 7/57, опубликовано 23.11.1983г. .