Алгоритм расчёта силовых и геометрических характеристик пространственных сетей
Определение координат и подбор действующих сил в орудиях рыболовства (ставного подвесного невода, закидного невода, ставных и плавных сетей). Экспериментальные исследования силовых и геометрических характеристик в гидроканале. Расчёт формы сети.
| Рубрика | Математика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.06.2018 |
| Размер файла | 161,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Алгоритм расчёта силовых и геометрических характеристик пространственных сетей
Д.А. Володько
Аннотация
Приведён алгоритм расчёта геометрических и силовых характеристик пространственных сетей.
алгоритм, эксперименты, силовые, геометрические характеристики, пространственная сеть
Необходимость в расчете пространственных сетей (ПС) определяется практической потребностью проектировщиков в определении координат подбор и действующих сил в орудиях рыболовства (ставного подвесного невода, закидного невода, ставных и плавных сетей). Такой расчёт может базироваться на экспериментальных исследованиях силовых и геометрических характеристик в гидроканале ЗАО "МариНПО" [1,2]. Для решения такой задачи необходимо иметь возможность рассчитывать форму сети, ее сопротивление и характер распределения сил по подборам (рис. 1). Алгоритмизация процесса расчёта геометрических и силовых характеристик пространственных сетей необходима для создания компьютерной программы, которая позволит проектировщикам сократить временные и финансовые затраты на проектирование сетных орудий рыболовства.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1. Форма разноглубинной ПС и действующие силы
Эксперименты с сетными конструкциями проходили в гидроканале ЗАО "МариНПО" (г. Калининград) [2] в два этапа. На первом - эксперименты проходили с ПС, у которых верхняя и нижняя подборы были прямолинейны. Конструктивные характеристики моделей сетей приведены в табл. 1.
Таблица 1. Конструктивные характеристики моделей сетей
|
Модель |
Диаметр нитей d, мм |
Шаг ячеи а, мм |
Длина сети L, м |
Высота сети S, м |
Площадь ниток Fн, м 2 |
Сплошность сети Fo |
Вес в воде сети q, Н |
Загрузка нижней подборы (вес в воде) G, Н |
|
|
1 |
1,2 |
30 |
1,5 |
1,7 |
0,26 |
0,102 |
0,3 |
0 - 5,75 |
|
|
2 |
2,0 |
200 |
1,44 |
1,86 |
0,08 |
0,03 |
0,1 |
0 - 2,3 |
|
|
3 |
2,0 |
30 |
0,99 |
1,4 |
0,161 |
0,13 |
0,24 |
2,3 - 3,45 |
Опыты с моделями сетей проводились в диапазоне скоростей 0,2 - 0,4 м/с с различными силовыми и геометрическими параметрами. Тензодатчики (предел измерений 10Н, ошибка 0,01Н) для измерения силы сопротивления ПС крепились к подборе, где она соединялась с оттяжками. Все измерения проводились тензометрической станцией MIC-200.
В 2010 г. проходили эксперименты с ПС, у которых верхняя и нижняя подборы представляли собой гибкие элементы (табл. 2).
Таблица 2. Конструктивные характеристики моделей сетей
|
Модель |
Диаметр нитей d, мм |
Шаг ячеи а, мм |
Длина сети L, м |
Высота сети S, м |
Площадь ниток Fн, м 2 |
Сплошность Fo |
Вес в воде q, Н |
|
|
4 |
2,1 |
30 |
1,2 |
0,85 |
0,146 |
0,14 |
0,8 |
|
|
5 |
1,1 |
55 |
1,3 |
0,86 |
0,045 |
0,04 |
0,43 |
Опыты с моделями ПС были проведены в диапазоне скоростей 0,2 - 0,5 м/с с различной загрузкой нижней подборы G (см. рис. 2).
На рис. 2 и 3 изображено: Rx1 - гидродинамическая сила сопротивления 1-й части ПС; Rx2 - гидродинамическая сила сопротивления 2-й части ПС; Ry1 - распорная сила 1-й части ПС; Ry2 - распорная сила 2-й части ПС; Rz1 - боковая сила 1-й части ПС; Rz2 - боковая сила 2-й части ПС; Q1 - плавучесть оснастки 1-й части верхней подборы ПС, Q1=QL1/L; Q2 - плавучесть оснастки 2-й части верхней подборы ПС, Q2=QL2/L, (Q=Q1+Q2) и (L=L1+L2); G1 - загрузка оснастки 1-й части нижней подборы ПС, G1=GL1/L; G2 - загрузка оснастки 2-й части нижней подборы ПС, G2=GL2/L, (G=G1+G2); q1 - вес 1-й части ПС в воде; q2 - вес 2-й части ПС в воде, (q=q1+q2); Tz - стягивающие усилие 1 - и 2-й сетных частей ПС; RxE1 - сила сопротивления оснастки 1-й части ПС; RxE2 - сила сопротивления оснастки 2-й части ПС; Lот - длина наклонной оттяжки; Lh - хорда верхней подборы ПС; h1 - вертикальная проекция 1-й части ПС; h2 - вертикальная проекция 2-й части ПС; hz1 - хорда 1-й части верхней подборы ПС; hz2 - хорда 2-й части верхней подборы ПС, (Lh=hz1+hz2); F1 - натяжение в 1-й наклонной оттяжке ПС; F2 - натяжение во 2-й наклонной оттяжке ПС; S - высота сети; L - длина сети; Lm - расстояние между креплениями наклонных оттяжек (между "мертвыми" якорями); H - расположение верхней подборы ПС; д1 - угол наклона 1-й наклонной оттяжки к плоскости OXZ; д2 - угол наклона 2-й наклонной оттяжки к плоскости OXZ; и1 - угол наклона 1-й наклонной оттяжки к плоскости OXY; и2 - угол наклона 2-й наклонной оттяжки к плоскости OXY. сеть гидроканал геометрический
Рис. 2. Форма ПС с гибкими подборами и действующие силы
Обработка экспериментальных данных выполнялась по схеме, приведенной в [3]. На основании показаний тензодатчиков определены значения сил сопротивления Rx пространственных рыболовных сетей. С помощью формулы (1) определены значения коэффициентов сопротивления ПС:
. (1)
Рис. 3. Форма ПС с гибкими подборами и действующие силы в плоскости OYX
На основании результатов обработки характеристик ПС, зависимости =f(), =f() имеют вид [1]:
; (2)
. (3)
Отметим, что при условии =00 =.
Получены эмпирические зависимости (2) и (3), связывающие силовые и геометрические характеристики пространственных сетей в диапазоне характеристик: 10Re; 0,004Fo0,165; 0,1h1/S10,98; 0,05l1/S10,85; 0,1h2/S20,98; 0,05l2/S20,85; 0,2ч13,5; 0,2ч23,5; 0,1к2,1. Ошибка аппроксимирующих зависимостей составляет не более 8%.
На рис. 4 приведен алгоритм расчета геометрических и силовых характеристик пространственных сетей, разработанный по итогам теоретических и экспериментальных исследований [2].
Алгоритм расчета позволяет:
- определить сопротивление пространственной рыболовной сети Rx;
- определить глубину погружения подбор сети H,H;
- рассчитать натяжение в оттяжках F, F;
- определить плавучесть оснастки верхней подборы сети Q, необходимую для эффективной работы ставных сетей;
- определить загрузку оснастки нижней подборы сети G, необходимую для эффективной работы ставных сетей;
- определить держащую силу якорей, необходимую для безаварийной работы ставных разноглубинных сетей и в результате подобрать якоря.
Алгоритмизация расчёта геометрических и силовых характеристик пространственных сетей определяется потребностью проектировщиков в сокращении материальных и временных затрат для создания новых орудий рыболовства.
Список использованных литературных источников
1. Недоступ А.А. Метод расчета силовых и геометрических характеристик ставных сетей. Физическое и математическое моделирование ставных сетей // Известия ТИНРО. - Владивосток. - 2008. - Т. 154.- С. 295-323.
2. Недоступ А.А., Володько Д.А. Метод расчета силовых и геометрических характеристик пространственных рыболовных сетей // Известия ТИНРО. - Владивосток. - 2010. - Т. 159. - С. 157-160.
3. Вентцель Е.С. Введение в исследование операций: учебник.- М.: Изд-во
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методика нахождения различных решений геометрических задач на построение. Выбор и применение методов геометрических преобразований: параллельного переноса, симметрии, поворота (вращения), подобия, инверсии в зависимости от формы и свойств базовой фигуры.
курсовая работа [6,4 M], добавлен 13.08.2011Изучение проявлений геометрических законов в живой природе и использования их в образовательной практической деятельности. Описание геометрических законов и сущность геометрических построений. Графическое образование и его место в современном мире.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 24.06.2010Вычисление скалярного и векторного произведений векторов, заданных в прямоугольной декартовой системе координат. Расчет длины ребра пирамиды по координатам ее вершин. Поиск координат симметричной точки. Определение типа линии, описываемой уравнением.
контрольная работа [892,1 K], добавлен 12.05.2016Определение разности и произведения матриц. Решение системы линейных уравнений методом Крамера. Уравнение прямой проходящей через точки A (xa, ya) и C (xc, yc). Порядок определения типа кривой второго порядка и ее основных геометрических характеристик.
контрольная работа [272,0 K], добавлен 11.12.2012Теория случайных графов, модели сетей (графы Барабаши-Альберт, Эрдеша-Реньи, Уотса-Строгатса и др.) Разработка ускоренного алгоритма калибровки больших сетей по коэффициенту кластеризации на языке Java в среде Eclipse. Анализ экспериментальных данных.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 19.11.2013Понятие и математическая сущность квадратного корня, его назначение и методика вычисления. Теоремы, отображающие свойства квадратного коря, их обоснование и доказательство. Применение характеристик квадратных корней в решении геометрических задач.
реферат [132,1 K], добавлен 05.01.2010Изучение человеческого мозга. История изучения и создания нейронных сетей. Биологический и искусственный нейрон. Выбор структуры нейросети. Грамотное обучение искусственных нейронных сетей и их применение, программные модели искусственных нейросетей.
курсовая работа [89,2 K], добавлен 29.04.2009Использование геометрических форм и линий в практической деятельности человека. Геометрия у древних людей. Природные творения в виде геометрических фигур, их распространение в животном мире. Геометрические комбинации в архитектуре, сфере транспорта, быту.
реферат [21,5 K], добавлен 06.09.2012Истоки, понятие аналитической геометрии. Метод координат на плоскости. Аффинная и Декартова система координат на плоскости, прямая и окружность. Аналитическое задание геометрических фигур. Применение аналитического метода к решению планиметрических задач.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2009Сокращение трудоемкости разработки трехмерных геометрических моделей, требования к квалификации дизайнерской разработки. Внешние переменные модели в эскизах и создание путем присвоения размерам имен переменных. Фиксированный размер и управление моделью.
презентация [92,9 K], добавлен 12.03.2012Изучение правил и норм выполнения построения геометрических тел. Способы выполнения чертежей, эскизов, наглядных изображений. Конструктивный анализ пространства. Элементы рисунка, создающие иллюзию трехмерности. Место рисунка в творческом процессе.
курсовая работа [484,8 K], добавлен 07.04.2014Физическое и математическое определение центра масс. Основные свойства центров масс. Изучение закона Харди-Вайнберга. Решение геометрических задач барицентрическим методом. Применение барицентрических координат в химических и топологических задачах.
курсовая работа [903,5 K], добавлен 25.02.2015Построение угла равного данному, биссектрисы данного угла, середины отрезка, перпендикулярных прямых, треугольника по трем элементам. Теорема Фалеса и геометрическое место точек. Построение с использованием свойств движений. Метод геометрических мест.
дипломная работа [359,1 K], добавлен 24.06.2011Нахождение длины сторон и площади треугольника, координат центра тяжести пирамиды, центра масс тетраэдра. Составление уравнений геометрического места точек, высоты, медианы, биссектрисы внутреннего угла, окружности. Построение системы линейных неравенств.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 13.12.2012Определение положения точки в пространстве. Правая декартова (или прямоугольная) система координат. Способы измерения дуг. Определение координат точки в пространстве. Определение окружности и ее радиуса. Построение сферической системы координат.
контрольная работа [59,3 K], добавлен 13.05.2009Изучение свойств геометрических объектов при помощи алгебраических методов. Основные операции над векторами. Умножение вектора на отрицательное число. Скалярное произведение векторов. Нахождение угла между векторами. Нахождение координат вектора.
контрольная работа [56,3 K], добавлен 03.12.2014Использование разнообразных геометрических форм в современной архитектуре. Геометрические формы в разных архитектурных стилях. Изучение связи геометрии и архитектуры. Определение соответствия архитектурных зданий и сооружений геометрическим телам.
презентация [5,1 M], добавлен 23.09.2019Проведение исследования на уроках обобщающего повторения курса математики в контексте ведущего понятия "порядковая структура". Примеры алгебраических и геометрических бинарных отношений. Включение учащихся в исследовательскую и проектную деятельность.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 01.12.2014Исследование стационарного распределения сетей массового обслуживания и доказательство инвариантности. Уравнения глобального равновесия и понятие эргодичности. Доказательство инвариантности стационарного распределения, а также определение его вида.
дипломная работа [439,7 K], добавлен 12.12.2009Сущность моделирования, его главные цели задачи. Конструктивная схема и общее описание исследуемой трансмиссии. Алгоритм реализации задачи и ее программная реализация. Результаты расчета и их анализ. Исследование характеристик полученной модели.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.01.2014
