Генератор внутрішніх хвиль

Генератор внутрішніх хвиль, що містить гідравлічний басейн зі стратифікованою рідиною (водою) і розміщене в рідині коливне робоче тіло, який відрізняється тим, що останнє виконано у вигляді прямокутного поршня, встановленого з можливістю звороти о-поступального руху у вертикальній площині, при цьому поперечні краї поршня герметично прикріплені розтяжними еластичними водонепроникними полотнинами відповідно до торця басейна та до стрижня, який встановлено перпендикулярно бортам басейна, і до якого приєднано своїм гострим кінцем формуюче крило у вигляді прямокутної пластини краплеподібного профілю, що розміщено на межі поділу рідин під нахилом до площини поділу, при цьому над областю поршня і формуючого крила розташований заспокоювач хвиль, виконаний у вигляді напівзатопленої водонепроникної пластини, герметично прикріпленої до торця та бортів басейна, а в центральній області басейна встановлено відсікач поверхневих хвиль у вигляді водонепроникної' пластини, жорстко прикріпленої до бортів басейна і розташованої похило до вільної поверхні таким чином, що його надводна частина звернена у бік напрямку внутрішньої хвилі. Корисна модель відноситься до експериментальної гідродинаміки, зокрема до волнопродукторів внутрішніх хвиль під час модельних досліджень в басейнах або лотках із стратифікованою по густині і (або) температурі рідиною. Відомі устрої' для створення внутрішніх хвиль, що включають розташоване усередині стратифікованоі рідини коливне робоче тіло у вигляді щита або циліндра (див. «Методы гидрофизических исследований» ИПФ АН СРСР, Горький, 1984р., с.197 та а. с. СРСР №1070438, МКИ G01M10/00) Відомий устрій (а. с. СРСР №4465725, МКИ G01M10/00) [3], 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. Недоліком даного устрою є утворення поверхневої хвилі при динамічному збільшенні діаметра сфери з внесенням при цьому додаткового обсягу в басейн. Найбільше близьким до устрою, що заявляється, є устрій, описаний у (Nonlinear Processes in Geophysics, 2001, V.8, pp.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 перетин, причому плоский горизонтальний роздільник між поршнями знаходиться в площині поділу між рідинами з різноманітною густиною (область максимального градієнту густини). Недоліками даного устрою є виникнення поверхневої хвилі при генерації внутрішніх хвиль, ускладнена конструкція торцевої стінки басейну через установку дейдвудних гермовводів для што Е1]. Недоліками щитових устроїв є наявність на кінцях щитів зривних плинів, а також поява паразитних повзучих плинів, що призводить до руйнації вихідного профілю стратифікації рідини. При використанні в якості тіла циліндра чи крила, що створюють хвилі, необхідно велике подовження його для зменшення впливу кінцевих зривних ефектів. Відомий устрій генерування внутрішніх хвиль, що подано в "Journal of Fluid Mechanics" 1984р., т. 145, с. 129 [2], містить робоче тіло у виді плунжера, механічно пов'язане з приводом його переміщення. Недоліком цього устрою є утворення на кінцях плунжера зривних плинів. со о> 9793 ків поршнів, складна конструкція керування синхронним рухом поршнів у протифазі. Задача, що розв'язується запропонованою корисною моделлю - підвищення якості проведення гідрофізичного експерименту за рахунок недопущення виникнення поверхневих хвиль, запобігання зриву внутрішніх хвиль і відсутність запровадження додаткової маси (обсягу) для генерації внутрішніх хвиль і здешевлення експерименту за рахунок винятку додаткової' реконструкції торцевої стінки басейну. Поставлена задача вирішується тим, що в генераторі внутрішніх хвиль, який містить гідравлічний басейн зі 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 профілю, що розміщено на межі поділу рідин під нахилом до площини поділу, при цьому над областю поршня і формуючого крила розташований заспокоювач хвиль, виконаний у вигляді напівзатопленої водонепроникної 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. кнення поверхневих хвиль, відпадає необхідність ускладнення конструкції торцевої стінки басейну і не вводиться додатковий обсяг (маса) при генерації внутрішніх хвиль. Конструкція генератора представлена на фігурі поперечного розтину. Генератор внутрішніх хвиль 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. Генератор внутрішніх хвиль працює наступним чином. 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. Джерела інформації 1. «Методы гидрофизических исследований» ИПФ АН СРСР, Горький, 1984р., с. 197 та а. с. СРСР №1070438, МКИ G01M10/00. 2. "Journal of Fluid Mechanics" 1984р., т.145, с. 129. 3. А. с. СРСР № 4465725, МКИ G01M 10/00. 4. Nonlinear Processes in Geophysics, 2001, V.8, pp.223-239. Запропонована корисна модель відрізняється простотою виготовлення, відсутністю ефекту вини Комп'ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601