Спосіб наближеного визначення коефіцієнтів початку

Власники патенту UA 2309452:

Винахід відноситься до визначення опору складу об'єктів (переважно однотипних) щодо середовища, в якому і щодо якого він рухається, зокрема для визначення початку суден, ємностей тощо. під час руху у воді. Технічний результат полягає в мінімізації витрат на отримання даних. Для реалізації способу попередньо будується поля (графічні або аналітичні) коефіцієнтів чала для різних об'єктів (навіщо можуть бути використані вже відомі дані). При побудові полів коефіцієнтів счала КСЧ використовується додаткове значення Побудова поля коефіцієнтів счала ведеться координатах КСЧ і 1/n, тобто. це поле становлять залежності виду КСЧ=f(1/n), де n - число одиниць у складі. Далі в полі коефіцієнтів чала наносяться дані хоча б для двох-трьох членів в чалі за довжиною і за погодженням з рештою поля добудовується залежність для кількості членів, що цікавить. 7 з.п. ф-ли, 2 іл.

Відомий спосіб визначення коефіцієнтів чала шляхом модельного або натурного експерименту [1], що полягає в послідовній прогоні елементів складу, отримання значень опору одиничного об'єкта та складу об'єктів з різним числом одиниць. Потім визначається значення коефіцієнтів початку КСЛ для кожного випадку складу за залежністю

де RCOCT – опір складу об'єктів;

Ri – опір одного об'єкта.

Іноді у практиці визначення значень коефіцієнтів початку КСЛ за наявності залежностівиду КСЧ=f(n) для конкретного числа членів n на щалі виробляють екстраполяцію цієї залежності на трохи більше членів у щалі.

Цей спосіб вимагає отримання великого обсягу даних, що пов'язано зі значними матеріальними та тимчасовими витратами. Іноді застосовувана на практиці досліджень екстраполяція даних не дає гарантію її точності при скільки-небудь значному збільшенні числа одиниць у складі і все одно при цьому вимагає більшого обсягу вихідних даних (чотири і більше об'єктів).

Завданням, на яку спрямовано винахід, є скорочення необхідного обсягу вихідних даних для отримання значень коефіцієнтів початку складу з цікавим числом одиниць у ньому шляхом урахування єдиної природи залежностей коефіцієнтів початку складів різних об'єктів і переходу від менш точного за своєю природою методу екстраполяції до більш точного методу інтерполяції .

Технічним результатом винаходу є мінімізація витрат з отримання даних за коефіцієнтами початку складу об'єктів.

Згадана задача досягається тим, що попередньо будуються поля (графічна чи аналітична) коефіцієнтів чала для різних об'єктів (для чого можуть бути використані вже відомі дані). При побудові поля коефіцієнтів чала використовується додаткове значення

Побудова поля коефіцієнтів початку ведеться координатах КСЧ і 1/n, тобто. це поле становлять залежності виду КСЧ=f(1/n). Далі, у полі коефіцієнтів счала наносяться дані хоча б для двох-трьох членів у счалі за довжиною, і за погодженням з рештою поля добудовується залежність для кількості членів, що цікавить.

У разі побудови поля коефіцієнтів початку з урахуванням багатониткових складів значення вийдуть за одиницю, але також прагнутимуть донулю зі збільшенням довжини складу.

На фіг.1 побудовані елементи поля коефіцієнтів чала виду КСЧ=f(1/n) за декількома відомими даними, в якому будується шукана залежність КСЧ=f(1/n) для кільватерного складу судів при відомому значенні для чала з двох одиниць; на фіг.1б - аналогічна побудова на фіг.1 для випадку відомого значення счала для трьох одиниць.

Доказ значення рівності (2) можна отримати логічним експериментом. Для чого представимо (1) у вигляді

Кожен об'єкт, що рухається переважно у в'язкому середовищі, створює попутний цьому руху потік. Кожен наступний об'єкт у складі перебуває у попутному потоці всіх попередніх членів складу. Це призводить до того, що швидкість руху наступних членів складу щодо навколишнього попутного потоку від попередніх членів знижується в міру збільшення довжини складу. При цьому умоглядно можна уявити, що на нескінченності члени складу будуть рухатися з однією швидкістю з навколишнім попутним потоком, а отже, і не створювати додаткового опору руху. Тому зростання значення чисельника (3) послідовно зі збільшенням довжини складу буде приростати менше, ніж знаменника, в якому опір всіх членів рівні опору першого з них. Власне спрямованість до нульового значення коефіцієнтів чала при нескінченному числі одиниць у складі видно вже при побудові поля коефіцієнтів чала за наявними даними (фіг.1). Однак для побудови поля швидкостей бажано зробити систематичний експеримент із різними габаритними співвідношеннями розмірів елементів складу.

Поле коефіцієнтів чала, наведене фіг.1, складається з відомих кривих: 1 кільватерний склад (верхня межа); 2 - кільватерний склад (нижня межа); 3 - модельскладу з труб з формуючими приставками (труби лежать упоперек потоку води, що набігає, швидкістю V=0,4 м/с); 4 - модель складу з труб без формуючих приставок (труби лежать уздовж потоку води, що набігає, швидкістю V=0,3 м/с); обойма гофрів щодо стрілки і ширини гофрів 0,24, при швидкості обдування V=35 м/с (швидкість у всіх обойм постійна); 4 - обойма гофрів щодо стрілки і ширини гофрів 0,44; 5 - обойма гофрів щодо стрілки і ширини гофрів 0,88; точки На полі нанесені відомі точки для складу, що шукається 8 і відповідні їм шукані залежності коефіцієнтів початку 9.

Спосіб здійснюється наступним чином. Будується поле (можливо система полів) коефіцієнтів чала (графічно або аналітично), бажано за результатами систематичного експерименту складів об'єктів, причому бажано з обводами, що аналітично описуються, з різними співвідношеннями габаритних розмірів елементів у складі. Зазначені поля будуються як переважно системи залежностей виду КСЧ=f(1/n). Отримані залежності доповнюються значенням, що завершує формування поля коефіцієнтів чала. З метою розширення можливостей будується ряд таких полів з різним чергуванням розмірів одиниць у складах, у тому числі підпорядкованим відомої залежності, наприклад, в заданій послідовності, зокрема однакові, спадні, зменшуються, змінні і, можливо, з різними осадами. Залежність такого чергування може також задаватися аналітично. За наявності зазначених полів коефіцієнтів чала проводиться визначення значення для конкретного складу шляхом нанесення на полі значень мінімум для чала з двох одиниць (фіг.1а і 1б) і потім проводиться добудова кривої коефіцієнтів чала для складу, що цікавить шляхом узгодження з лініями поля, тобто.еквідистантно лініям поля, між якими потрапили отримані дані. Еквідистантне позиціонування залежностей поля здійснюється зокрема графічними, аналітичними операціями, їх комбінаціями.

У разі відсутності в системі полів коефіцієнтів щала варіанта, що точно відповідає послідовності розмірів елементів у складі, для визначення залежності коефіцієнтів щала шуканого складу використовуються поля коефіцієнтів чала з близькими послідовностями розмірів елементів, а результат виходить додатковими операціями, зокрема, екстраполяцією, інтерполяцією, опосередкуванням результатів у цих полях та їх комбінаціями.

Так на фіг.1 наноситься значення КСЛ (точка №8) для двох суден (очевидно, що значення КСЛ для одного судна дорівнює одиниці), а на фіг.1б для трьох суден (точка №8). Потім зазначеним методом відновлюється вся залежність КСЧ=f(1/n) для даного складу і з графіка 9 знімаються дані, що цікавлять.

1. Спосіб наближеного визначення коефіцієнтів чала, що включає отримання даних, переважно експериментально, побудова поля та відновлення в ньому за обмеженою кількістю одиниць у складі шуканої залежності шляхом узгодження шуканої залежності з характером поля коефіцієнтів чала, який відрізняється тим, що попередньо будується система полів коефіцієнтів чала, переважно за результатами експерименту різних об'єктів, потім їх вибираються поля з близькими послідовностями розмірів елементів до шуканого складу, у яких відновлюються залежності за обмеженою кількістю даних досліджуваного об'єкта, а шукана залежність виходить додатковими операціями, зокрема экстраполяцией, інтерполяцією, середнім результатів у цих полях та їх комбінаціями.

2. Спосіб за п.1, який відрізняєтьсятим, що поля коефіцієнтів початку будуються як графіків КСЧ=f(1/n),

де КСЛ – коефіцієнт чала;

n – число одиниць у складі.

3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що кожне поле коефіцієнтів початку будується по єдиній залежності послідовності розмірів елементів у складі, в тому числі включають і зміна осад в навколишнє середовище, зокрема, однаковими, спадними, змінними.

4. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що поля коефіцієнтів счала будуються для об'єктів з аналітичними обводами.

5. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що поля коефіцієнтів чала представляються графічними або аналітичними залежностями.

6. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що узгодження шуканої залежності коефіцієнтів чала поля коефіцієнтів чала проводиться шляхом еквідистантного позиціонування залежностям поля, зокрема, графічними, аналітичними операціями, їх комбінацією.

7. Спосіб за п.2, який відрізняється тим, що поля коефіцієнтів чала у вигляді графіків КСЧ=f(1/n) доповнюються значенням .

8. Спосіб за п.3, який відрізняється тим, що єдина послідовність розмірів елементів у складі підпорядковується аналітичній залежності.