Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИДУГАМИ

Изобретение относится к области механики и может быть использовано для проведения практикумов по физике и математике в высших и средних учебных заведениях для изучения геометрических форм математических и физических решений изопериметрических задач.

Известно устройство моделирования полидуги [1], предназначенное для представления последовательности гладко сопряженных, то есть имеющих в точках соединения общие касательные, для соседних дуг окружностей, возможно разных радиусов, состоящее из корпуса в форме полого параллепипеда, с прозрачной верхней крышкой, отличающееся тем, что корпус разделен на секции подвижными перегородками, движущимися в вертикальных пазах, расположенных симметрично в противоположных боковых стенках корпуса, в торцевой стенке и в подвижных перегородках, также вертикально расположены по одному пазу меньшего размера для гибкой только в поперечном направлении ленты, закрепленной изнутри ко второй торцевой стенке.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей этого устройства за счет моделирования поверхностей.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из известных аналогичных технических решений, заключается в моделировании поверхности, а не только полидуги. Причина трудности аналитического моделирования поверхностей полидугами с заданными параметрами заключается в вычислительно сложной вариационной задаче со многими переменными, не имеющей на настоящий момент эффективного алгоритма решения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве моделирования поверхности полидугами, состоящем из линейки корпусов каждый в форме параллелепипеда, с прозрачной верхней крышкой, разделенного на несколько секций для несжимаемой жидкости подвижными перегородками, размещенными с возможностью движения в вертикальных пазах, выполненных в боковых стенках корпусов, в торцевых стенках и в подвижных перегородках также вертикально выполнены пазы меньшего размера для гибких нерастяжимых лент, вертикально закрепленных на вторых торцевых стенках, согласно изобретению, все стенки корпусов, в том числе дно, выполнены прозрачными, а в стыкуемых доньях и крышках следующих корпусов выполнены согласованно вентильные отверстия.

На фиг.1 представлена общая конструктивная схема устройства.

Устройство состоит из линейки корпусов 1_m, каждый в форме параллелепипеда, с верхними крышками 2_m, разделенных на несколько секций 3_m.n подвижными перегородками 4_m.n+1, движущимися в вертикальных пазах 5_mn, выполненных в боковых стенках корпусов, крайние перегородки образуют подвижные торцевые стенки 6_m и 7_m корпусов. В подвижных перегородках 4_m.n+1, также вертикально выполнены пазы меньшего размера 8_m.n+1 для гибких нерастяжимых лент 9_m, в совокупности принимающих целевую форму поверхности. Все стенки корпусов выполнены прозрачными, а в стыкуемых дном к крышке следующего корпуса выполнены согласовано вентильные отверстия 10_m.2n, допускающие при их открытии переток жидкости между соседними корпусами.

Устройство работает следующим образом. В емкости каждой секции 3_m.n+1, разделенной лентой дополна заливается вязкая несжимаемая жидкость, например, глицерин. Затем ленты 9_m разнонаправленно с усилием вытягиваются из корпусов 1_m с верхними крышками 2_m до останова, перемещая подвижные перегородки 4_m.n+1 в их вертикальных пазах 5_m.n, воспринимающие усилия через пазы 8_m.n+1 для нерастяжимых лент. Сглаживание резких перепадов высот между соседними лентами 9_m, аппроксимирующими поверхность, обеспечивается ручным перераспределением жидкости через вентили 10_m.2n, герметизацию которой обеспечивают подвижные торцевые стенки 6_m и 7_m корпусов. Точность представления улучшается при уменьшении ширины ленты и увеличении числа элементов линейки. Новизна предлагаемого изобретения обусловлена оригинальностью использования полидуг для формирования сечений масштабируемых моделей рельефа, в научно-исследовательских работах Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.

Источники информации

1. УСТРОЙСТВО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛИДУГИ. Патент RU 2461891 C2. Дата публикации 20.09.2012, бюл. № 26.

2. Ким П.А. Полидуга как элемент конструирования профилей масштабируемой модели рельефа. Тр. Межд. научн. конгр. "ГЕО-Сибирь-2007", Новосибирск, т.3, с.188-192, 5 стр.