АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ТРУБАХ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ
В данной работе представлены подходы к созданию систем автоматизации научных исследований для проведения экспериментов в аэродинамических трубах дозвуковых скоростей. Рассматриваются системы сбора и обработки экспериментальных данных, созданные для следующих аэродинамических установок:
1. Малотурбулентная аэродинамическая труба Т-324 Института теоретической и прикладной механики (ИТПМ) им. С.А. Христиановича СО РАН (г. Новосибирск). Данная экспериментальная установка хаpaктеризуется малой степенью турбулентности набегающего потока. Поэтому ее основное применение - проведение научных исследований по изучению процесса перехода ламинарного течения в турбулентное состояние.
Одним из основных методов исследования подобных процессов является возбуждение в пограничном слое искусственно созданных возмущений и наблюдение за их развитием. Экспериментальные исследования по изучению развития искусственно создаваемых возмущений хаpaктеризуются малой величиной измеряемых сигналов и, следовательно, плохим соотношением сигнал/шум. В экспериментах подобного типа сигналы, получаемые с датчиков, представляют собой суперпозицию случайных (недетерминированных) компонент, коррелируемых с вводимыми в поток волновыми возмущениями. Анализ получаемых в эксперименте сигналов такого типа представляет большие трудности, особенно в случае высокого уровня случайной составляющей.
Для улучшения соотношения сигнал/шум при выполнении экспериментов в аэродинамической трубе была разработана специальная синхронизирующая аппаратура и методика, в соответствие с которой в компьютер производится ввод большого количества синхронизированных по фазе реализаций одного и того же исследуемого процесса и усреднение их путем суммирования в памяти компьютера [1]. Это позволяет значительно уменьшить уровень шумов в исследуемом сигнале.
2. Учебная аэродинамическая труба СС-19 Новосибирского государственного технического университета (НГТУ). Данная аэродинамическая труба представляет собой установку дозвуковых скоростей замкнутого цикла с открытой рабочей частью [2]. Для обеспечения автоматизированного сбора данных с датчиков аэродинамической трубы был разработан и запущен в эксплуатацию информационно-измерительный комплекс для данной физической установки [3].
В рабочей части трубы установлены трехкомпонентные аэродинамические весы, с помощью которых производится измерение сил и моментов сил, действующих на модель:
Х - продольная сила;
Y - нормальная сила;
Mz - продольный момент.
Обpaбатывая полученные данные можно определить аэродинамические силы: силу лобового сопротивления и подъемную силу. В рабочей части трубы располагается датчик давления, кроме этого имеется стандартный датчик измерения скорости потока. Для проведения измерений скорости дополнительно также установлен вихревой датчик скорости.
Назначение и основные функции информационно-измерительной системы. С помощью представляемой системы осуществляется выполнение следующих функций:
- Ввод в компьютер экспериментальных данных с аэродинамических весов (X, Y и Mz компоненты), а также с технологических датчиков установки.
- Компьютерная обработка вводимых экспериментальных данных и их представление на экране монитора в удобной для экспериментатора форме (в виде таблиц, графиков и т.п.).
- Занесение результатов проведенных экспериментов в архивный файл с целью их последующего просмотра и математической обработки;
С помощью программы обработки и представления результатов измерений обеспечивается получение следующих параметров и хаpaктеристик регистрируемого процесса:
- среднее значение;
- дисперсия;
- текущее значение.
При этом производится отображение изучаемого процесса на экране монитора с настраиваемым масштабом по обеим осям.
Структура информационно-измерительного комплекса. Подсистема сбора и обработки экспериментальных данных аэродинамической трубы выполнена на базе модуля Е14-140 российской фирмы L-CARD.
Разработанная система привязана к имеющемуся ПУТВ (пульт управления тензовесами), с помощью которого имеется возможность автономно настраивать тензовесы. На аналоговые входы (каналы 0, 1, 2) модуля Е14-140 подаются сигналы с тензовесов (X, Y, Mz соответственно); сигнал с датчика давления P подключен к аналоговому каналу 3.
Модуль Е14-140 подключен к компьютеру через USB-порт. Программа сбора данных опрашивает данные 4-х аналоговых каналов и производит соответствующую обработку и отображение измеренных параметров на экране компьютера.
Программное обеспечение информационно-измерительной системы. Программное обеспечение предназначено для сбора данных с тензовесов (компоненты X, Y и Mz), измерения скорости потока в трубе, а также для математической обработки полученных данных.
Отображение информации и взаимодействие оператора с программой осуществляется с помощью ряда вкладок, которые отображаются непосредственно на экране монитора. Информация, выводимая на вкладки, поступает из компьютера, а также заносится оператором с помощью «мыши» и клавиатуры.
Заключение. Таким образом, представленные в данной работе автоматизированные информационно-измерительные комплексы предназначены для проведения экспериментальных исследований в аэродинамических трубах дозвуковых скоростей. Использование этих комплексов позволяет существенно увеличить эффективность проведения аэрофизических экспериментов. Дальнейшие перспективы данной работы - создание на основе термоанемометрической аппаратуры программно-технических средств и методик для ввода в память компьютера и последующего анализа профилей средней скорости течения, а также их пульсаций.
Работа выполнялась при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант РФФИ № 09-07-00480).
Список литературы
- Вышенков Ю.И., Гилев В.М., Грек Г.Р., Качанов Ю.С., Козлов В.В., Рамазанов М.П. Методика изучения детерминированных структур в пограничном слое // III Всесоюзная школа по методам аэрофизических исследований: сборник докладов. - Новосибирск, 1982. - Ч. 2. - С. 167-170.
- Кураев А.А., Обуховский А.Д., Однорал В.П., Подружин Е.Г., Саленко С.Д. Лабораторный пpaктикум по аэродинамике. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. - 52 с.
- Гилев В.М., Батурин А.А., Саленко С.Д., Слободс- кой И.В. Автоматизация сбора и обработки данных при проведении экспериментов в учебной аэродинамической тру- бе // Международный журнал экспериментального образования. - 2010. - №7. - С. 112-114.
Статья в формате PDF
313 KB...
11 06 2026 21:18:42
Все более актуальной в настоящее время становится проблема прогнозирования динамики развития региональных лесных комплексов. В качестве одного из этапов исследований по этой теме автором в содружестве с Гринпис России был выполнен описанный в статье проект. В рамках проекта разработана экономико-математическая модель. Последующая реализация модели на компьютере с использованием реальных данных показала ее эффективность для решения задач прогнозирования лесной отрасли. В качестве региона для апробации модели был выбран Санкт-Петербург и область, где влияние человека на окружающую среду в последнее время существенно возросло. Проведенная на основе статистических тестов верификация модели показала ее соответствие реальности. С целью апробации модели были сформированы два сценария с различными значениями показателей внешнего воздействия на региональную систему лесного комплекса. В результате, после имитации были получены основные параметры регионального лесного комплекса, соответствующие двум сценариям.
...
10 06 2026 9:46:39
Статья в формате PDF
115 KB...
09 06 2026 14:20:42
Статья в формате PDF
143 KB...
07 06 2026 8:29:15
В работе на созданных молекулярно-генетических моделях выявлена ассоциация генотипа А2/А2 локуса TAG 1A гена рецептора дофамина второго типа крыс с повышенной аудиогенной чувствительностью и увеличением удельной площади базолатеральной группировки миндалевидного комплекса по сравнению с крысами А1/А1. ...
06 06 2026 17:28:16
В статье приведены спopные данные предшественников по составу и особенностям становления гранитоидов Абайского массива среднего девона. Новые данные, полученные авторами по петрологии и геохимии, позволяют отнести гранитоиды массива к анорогенному типу (А-тип) с щелочными минералами (рибекитом, астрофиллитом). Формирование массива протекало в три фазы: 1 – гранодиориты; 2 – граниты, умеренно-щелочные рибекитовые граниты; 3 – лейкограниты и лейкогранит-порфиры. Генерация их происходила в постколлизионной обстановке, инициированной плюмтектоникой. В северо-западной части массива в районе пологого погружения кровли, осложнённой куполовидным поднятием, зафиксировано аномальное обогащение флюидной магматогенной фазы летучими компонентами, и особенно фтором, что указывает на возможность обнаружения здесь редкометалльно-редкоземельного оруденения.
...
05 06 2026 20:19:38
Статья в формате PDF
109 KB...
04 06 2026 17:17:29
Статья в формате PDF
103 KB...
03 06 2026 20:11:26
В статье раскрываются новые знания, которые становятся стратегическим ресурсом, обеспечивают России статус великой державы и формирование упреждающей реакции на скрытые угрозы национальным интересам. Паспорта научных специальностей способствуют консолидации интеллектуальных ресурсов страны на самых актуальных направлениях исследований. Выявленные различия хаpaктеризуют определяющую роль паспорта научной специальности в резонансном взаимодействии с диссертационными работами, при наличии которого достигается соответствие предмета исследования паспорту научной специальности. Резонансное взаимодействие объекта и субъекта в научном творчестве при выполнении диссертационной работы составляет основной принцип интеллектуальной информационной технологии как инструмента научного творчества.
...
01 06 2026 5:15:26
Статья в формате PDF 94 KB...
31 05 2026 3:35:17
Статья в формате PDF
136 KB...
30 05 2026 21:29:29
Статья в формате PDF
127 KB...
29 05 2026 15:43:19
Работа подъема тела в однородном поле силы тяжести всегда больше потенциальной энергии . Для минимизации работы силой тяги, равной , необходимо отключать силу тяги на некоторой высоте . Дальнейшее движение вверх до высоты происходит по инерции. Только в случае работа подъема будет стремиться к минимальному значению, равному .
...
28 05 2026 3:17:31
Статья в формате PDF
112 KB...
27 05 2026 22:35:13
Статья в формате PDF
134 KB...
26 05 2026 20:13:32
Статья в формате PDF
113 KB...
25 05 2026 17:46:16
Статья в формате PDF
118 KB...
23 05 2026 14:19:39
Статья в формате PDF
125 KB...
22 05 2026 21:40:35
Статья в формате PDF
263 KB...
21 05 2026 15:51:44
Статья в формате PDF
104 KB...
20 05 2026 6:27:36
Изучено влияние солей кадмия, свинца и марганца на содержание белков в сыворотке крови сеголеток карпа. Показаны разнонаправленные изменения белкового состава сыворотки крови рыб при воздействии солей тяжелых металлов, о чем можно судить на основании изменения А/G индекса. При хроническом действии ионов кадмия отмечено значительное преобладание суммарного содержания альбуминов над глобулинами на протяжении всего эксперимента, пребывание рыб в среде с ионами свинца сопровождалось более значительным ростом содержания глобулинов, тогда как при действии ионов марганца не выявлен однонаправленный хаpaктер изменения соотношения альбуминов и глобулинов.
...
19 05 2026 12:51:10
В статье освящаются проблемы влияния наследственности, общего анатомо - физиологического, психологического и социально-духовного состояния организма на здоровье детей старшего дошкольного возраста с нарушением речи.
...
18 05 2026 16:35:53
Статья в формате PDF
117 KB...
17 05 2026 3:48:22
Статья в формате PDF
286 KB...
16 05 2026 6:24:46
Статья в формате PDF
126 KB...
15 05 2026 9:13:39
Статья в формате PDF
104 KB...
14 05 2026 7:35:29
Статья в формате PDF
120 KB...
13 05 2026 12:18:43
Статья в формате PDF
308 KB...
12 05 2026 10:46:10
Статья в формате PDF
114 KB...
11 05 2026 22:47:52
Статья в формате PDF
122 KB...
10 05 2026 6:42:45
В исследовании изучена возможность оптимизации терапии больных урогeнитaльным xлaмидиозом, на основе внедрения новой методики цитокининдуцированного определения чувствительности к лекарственным средствам. Под наблюдением находилось 240 больных урогeнитaльным xлaмидиозом обоего пола, в возрасте от 18 до 65 лет. В результате применения цитокининдуцированной методики определения чувствительности к лекарственным средствам, удалось значительным образом повысить эффективность терапии больных xлaмидиозом.
...
09 05 2026 2:18:51
Статья в формате PDF
132 KB...
08 05 2026 17:25:44
Статья в формате PDF
103 KB...
06 05 2026 21:54:48
Статья в формате PDF
97 KB...
05 05 2026 10:32:21
Статья в формате PDF
215 KB...
04 05 2026 3:51:40
Статья в формате PDF
139 KB...
03 05 2026 5:41:49
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
