ОБ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ СКОРОСТИ ПРИДОННЫХ ТЕЧЕНИЙ

  • В. Т. Пака Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • В. Н. Набатов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. А. Кондрашов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. О. Корж Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • А. П. Подуфалов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • С. Д. Облеухов Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • М. Н. Голенко Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
  • С. А. Щука Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
DOI: 10.29006/1564-2291.JOR-2019.47(2).13
Ключевые слова: измеритель скорости течений, придонное течение, кластер, гидродинамическое давление, поток, число Рейнольдса

Аннотация

В статье описана усовершенствованная конструкция инклинометрического измерителя скорости придонных течений (ИСПТ), разработанная в АО ИРАН. Данный тип измерителей используется последние годы, главным образом, за рубежом вследствие невысокой стоимости, простоты изготовления и возможности тиражирования. В большинстве конструкций прибор представляет собой физический «маятник» в форме длинного плавучего цилиндра, прикрепленный к неподвижной платформе и отклоняющийся от вертикали под действием гидродинамической силы набегающего потока. Угол отклонения пересчитывается в скорость потока по показаниям акселерометра. Основным недостатком существующих образцов является наличие помех в измерениях вследствие поперечных автоколебаний цилиндра в стабильном потоке при образовании вихрей Кармана. В усовершенствованной конструкции герметичный контейнер с блоком электроники и дополнительный элемент плавучести помещены во внешнюю жесткую оболочку. Оболочка изготовлена из цилиндрической пластиковой трубы с площадью перфорации стенок 55%. Наличие перфорированной оболочки эффективно демпфирует возникновение поперечных колебаний в широком диапазоне чисел Рейнольдса. Для разработанной конструкции приводятся простые расчетные соотношения, позволяющие выполнить оценку диапазона измерения и чувствительности измерителя на основе его геометрических и массовых параметров. Усовершенствованная конструкция ИСПТ предназначена в первую очередь для проведения измерений слабых придонных течений, хотя существует возможность регулирования чувствительности для измерений в волноприбойной зоне моря. Диапазон скоростей измеряемых придонных течений составляет 3–56 см/с при максимальной относительной погрешности в 25% для малых скоростей и 3–5% для больших скоростей.

Литература


  1. Баранов В.И., Очередник В.В., Зацепин А.Г., Куклев С.Б., Машура В.В. Предварительные результаты натурных испытаний измерителя скорости придонного течения в прибрежной зоне моря // Научно-практический электронный журнал «Аллея Науки». 2018. № 5(21)

  2. Короткина О.А., Завьялов П.О., Осадчиев А.А. Синоптическая изменчивость течений в прибрежной акватории Сочи // Океанология. 2014. Т. 54. № 5. С. 581–593.

  3. Alridge T.R., Piper B.S., Hunt J.C.R. The drag coefficient of finite-aspect-ratio perforated circular cylinders // Journal of Industrial Aerodynamics. 1978. No. 3. P. 251–257.

  4. Hansen A.B., Carstensen S., Christensen D.F., Aagaard T. Performance of a tilt current meter in the surf zone // Coastal Dynamics. 2017. No. 218. P. 944–954.

  5. Sheremet V.A. SeaHorse tilt current meter: inexpensive near bottom current measurements based on drag principle with coastal applications // Eos Transactions American Geophysical Union. Ocean Sci. Meet. 2010. Vol. 91. No. 26. Abstract PO25C13.
Опубликован
2019-07-10
Раздел
Посвящается 90-летию Ю.А. Иванова. Физика океана