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
116 KB...
15 07 2026 23:40:44
Статья в формате PDF
115 KB...
14 07 2026 7:38:25
Статья в формате PDF
113 KB...
12 07 2026 19:35:43
Были построены модели: первая ─ модель деятельности специалиста в сфере безопасности жизнедеятельности на производственном объекте, состоящая из блоков знаний, умений, навыков, компетенций и компетентностей, выявленных на основе определения специфики его деятельности в условиях современных трудовых отношений (рассматривалась строительная отрасль) и составления списка умений, знаний, навыков и компетентностей. Вторая ─ модель специалиста (строится на основе первой), третья – модель обучения, включает в себя такие компоненты: цель обучения, функции, задачи, содержание, формы и методы, критерии оценки.
...
11 07 2026 10:42:31
Статья в формате PDF
103 KB...
09 07 2026 2:58:13
Статья в формате PDF
90 KB...
08 07 2026 23:21:37
Статья в формате PDF
110 KB...
07 07 2026 18:35:13
Для оценки современного состояния природного фона и его изменений под действием техногенных факторов выполнены геохимические исследования почв на различных объектах нефтегазового комплекса Якутии. Показано, что при попадании в почву нефть и нефтепродукты сорбируются почвогрунтами и смешиваются с нативным органическим веществом почв, что приводит к изменению природного фона вплоть до формирования аномальных поверхностных геохимических полей техногенного генезиса.
...
06 07 2026 7:28:11
Статья в формате PDF
224 KB...
05 07 2026 3:15:40
Статья в формате PDF
141 KB...
04 07 2026 7:35:15
Статья в формате PDF
118 KB...
03 07 2026 1:42:13
Статья в формате PDF
108 KB...
02 07 2026 6:14:53
Статья в формате PDF
126 KB...
01 07 2026 1:35:20
Эффективность фотопреобразования света в электрический ток ограничено рекомбинационными, тепловыми и другими потерями энергии в структурах солнечных элементов (СЭ). Уравнения, описывающие потери, уточнены с учетом рассредоточения омических потерь в лицевом слое (ЛС). Впервые проведена оценка тепловых потерь, обусловленных эффектом Пельтье, в контактах электрической цепи СЭ.
...
30 06 2026 12:36:33
Статья в формате PDF
100 KB...
28 06 2026 0:22:36
Статья в формате PDF
150 KB...
27 06 2026 19:50:33
Статья в формате PDF
128 KB...
26 06 2026 9:48:17
Статья в формате PDF
114 KB...
25 06 2026 7:49:28
Статья в формате PDF
104 KB...
24 06 2026 20:39:18
Статья в формате PDF
253 KB...
23 06 2026 14:40:55
Статья в формате PDF
379 KB...
22 06 2026 2:46:33
Статья в формате PDF
173 KB...
21 06 2026 5:42:23
Статья в формате PDF
126 KB...
20 06 2026 17:57:50
Статья в формате PDF
542 KB...
19 06 2026 5:10:10
Статья в формате PDF
87 KB...
18 06 2026 18:16:18
Статья в формате PDF
129 KB...
17 06 2026 0:13:50
Статья в формате PDF
121 KB...
15 06 2026 2:54:51
Статья в формате PDF
111 KB...
14 06 2026 18:12:58
Статья в формате PDF
266 KB...
12 06 2026 19:25:18
Учебный предмет география состоит из двух блоков. Физическая география изучает элементы природы как единое целое, формирует “образ территории”. Социально-экономическая география рассматривает развитие общества и экономики в тесной взаимосвязи с природными условиями. Для формирования и поддержания интереса к географии в ФТЛ № 1 широко используются современные информационные технологии. Компьютерное тестирование систематически используется на уроках. Лицеисты успешно участвуют в различных телекоммуникационных олимпиадах - индивидуальных и групповых конкурсах с использованием электронной почты и сети Интернет. Такие проекты развивают умение работать с различными источниками информации, способствуют межпредметной интеграции знаний и формированию целостной картины мира.
...
11 06 2026 4:25:59
Статья в формате PDF
105 KB...
10 06 2026 20:48:48
Статья в формате PDF
112 KB...
09 06 2026 19:49:16
Приведены аномальные структуры геохимических полей (АСГП) по вторичным ореолам рассеяния месторождений и проявлений эптермального золото-серебряного оруденения. Оруденение в регионах связано с венд-раннекембийскими и среднедевонскими вулканогенными образованиями. Показаны различные наборы аномальных значений химических элементов в зонах ядерного концентрирования, транзита элементов и фронтальных зонах концентрирования. Оценен условный потенциал ионизации в зональных конструкциях АСГП, показывающих кислотно – основной потенциал среды минералообразования. Проведен факторный анализ для всех зон АСГП c показом эллипсоидов изменчивости и факторных нагрузок.
...
08 06 2026 19:49:30
Федеральный государственный образовательный стандарт нового поколения предъявляет новые требования к формам и методам проведения образовательного процесса, неотъемлемой частью которого становятся информационно-коммуникационные технологии (ИКТ). В статье обоснована эффективность использования ИТК в процессе обучения. Детально приведены требования к разработке электронных образовательных комплексов. Описана структура электронного мультимедийного учебника «История педагогики и образования», содержащего: лекции по предложенным для изучения темам; задания для семинарских занятий; темы рефератов; темы курсовых работ; блок «Тестирование». Приведены конкретные пpaктические результаты эксперимента, подтверждающие эффективность использования ИКТ в процессе обучения в высшей школе.
...
07 06 2026 23:13:29
Статья в формате PDF
125 KB...
06 06 2026 7:38:36
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 ::
