بدن نوسان کننده

بدن در حال نوسان در یک سیال باعث فشرده سازی دوره ای و کمبود مایعات در نزدیکی آن می شود و در نتیجه امواج صوتی ایجاد می کند.

اصطلاحات مرتبط:

• مهندسی انرژی
• نوسان
• جاذب
• مبدل قدرت
• ستون آب نوسان
• تبدیل انرژی موج
• دامنه
• موج حادثه
• انرژی

درباره این صفحه

اصول انرژی

یوانروی آواز ،. دیوید سودرز ، در سیستم های جامع انرژی ، 2018

1. 18. 2. 2. 3 بدن نوسان کننده

بدنهای نوسان سازهای ساختارهای فیزیکی هستند که با امواج حرکت می کنند و انرژی جنبشی آنها را ضبط می کنند. انرژی جنبشی سپس با استفاده از دستگاه های خاموش (PTO) به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. درجات مختلف آزادی حرکات موج قابل استفاده است. بنابراین ، دستگاه های در حال افزایش وجود دارد ، که از حرکت طولی امواج ، دستگاه های گودال استفاده می کنند ، که از حرکت کج و دستگاه های بلند کردن استفاده می کنند ، که از حرکت بالا و پایین استفاده می کنند [49-51]. اینها قادر به تبدیل انرژی جنبشی در امواج به طور مستقیم به انرژی الکتریکی هستند و محبوب ترین نوع WEC تحت تحقیقات در حال حاضر هستند. نمونه ای از دستگاه نوسان بدن (Heaving) ، مبدل انرژی موج L-10 ، در شکل 6 ارائه شده است.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128095973001206

یک بررسی عددی از نیروی سیال ناپایدار ناشی از دیفیوزر حلقوی توسط سیلندر داخلی نوسان

H. Izumi ،. T. Kobayashi ، در مهندسی باد محاسباتی 1 ، 1993

2. 1 الگوریتم

یک سیستم شبکه در حال حرکت برای تجزیه و تحلیل زمینه های جریان در اطراف بدن نوسان در دسترس است. این روش برای اولین بار در سال 1982 توسط Chyu (5) ارائه شده است. در این تکنیک ، شبکه مختصات فیزیکی می تواند در همه زمان ها در مرز متحرک قرار گیرد. یک جریان ناپایدار با مرزهای در حال حرکت می تواند توسط معادلات حاکمیتی که به حوزه محاسباتی تبدیل می شوند محاسبه شود ، هنگامی که یک مرز متحرک در حوزه فیزیکی می تواند به یک ثابت در دامنه محاسباتی وصل شود. تبدیل مختصات همچنین شامل متغیر زمان است.

اکنون ، مختصات فیزیکی ، x (x ، y ، z) و t مربوط به مختصات محاسباتی ، ξ (ε ، η ، ζ) و ξ as x = x (ε ، η ، ζ ، ξ) و t = ξبشربنابراین ، علاوه بر تحول در اصطلاحات مشتق فضا ، شرایط مشتق زمان در معادلات حاکم با معادلات زیر تغییر می یابد.

(1) ∂ x = 1 j<( y η z ς − y ς z η ) ∂ ξ + ( y ς z ξ − y ξ z ς ) ∂ η + ( y ξ z η − y η z ξ ) ∂ ς> (2) ∂ y = 1 J<( x ς z η − x η z ς ) ∂ ξ + ( x ξ z ς − x ς z ξ ) ∂ η + ( x η z ξ − x ξ z η ) ∂ ς> (3) ∂ z = 1 J<( x η y ς − x ς y η ) ∂ ξ + ( x ς y ξ − x ξ y ς ) ∂ η + ( x ξ y η − x η y ξ ) ∂ ς> (4) ∂ t = ∂ r - x r ∂ x - y r ∂ y - z z r ∂ z

جایی که j = x ξ y η z ς + x η y ς z ξ + x ς y δ z η - x ξ y j z η - x η y δ ς - x ς y η z ξ.

به دنبال نقش های فوق ، Navier-Stokes Eq. و پواسون Eq. برای میدان فشار به حوزه محاسباتی تبدیل می شوند. در مورد تفکیک ، طرح عقب مانده اویلر برای شرایط مشتق زمان و یک طرح بالابر مرتبه سوم (معادله (5)) برای شرایط همرفت استفاده می شود.

(5) (f ∂ u ∂ x) i = f i - u i + 2 + 8 (u i + 1 - u i - 1) + u i - 2 12 Δ x + |F I |u i + 2 - 4 u i + 1 + 6 u i - 4 u i - 1 - u i - 2 4 Δ x

نمودار جریان این شبیه سازی با یک مرز متحرک در شکل 1 نشان داده شده است. در هر مرحله زمانی ، یک شبکه جدید توسط یک تکنیک جبری مطابق با حرکت مرزی و سرعت شبکه x ایجاد می شود_τمحاسبه می شودPOISSON EQ. برای میدان فشار با روش MAC و Navier-Stokes Eq حل می شود. با استفاده از یک روش نیمه عملی توسط تکرارهای داخلی حل می شود. این فرایندها با افزایش زمان تکرار می شوند.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b978044481687500632

ویژگی های نیروی آیرودینامیکی ناپایدار در بدن بلوف نوسان 2 بعدی

H. شیراتو ،. N. Shiraishi ، در مهندسی باد محاسباتی 1 ، 1993

4 بحث

محل نقطه جدایی ، که باید از قبل تعیین شود ، همانطور که در بسیاری از مقالات گزارش شده است ، تأثیر زیادی بر نتایج می گذارد. الگوی جریان در اطراف زلزله/پیچشی 2 د. از. بدنه نوسان و نیروهای آیرودینامیکی ناپایدار (نیروی آسانسور و لحظه گودبرداری) به عنوان یک نتیجه در شکل 1 نشان داده شده است که در آن نقطه جداسازی در لبه پیشرو ثابت است. دامنه نیروهای نوسان در مقایسه با مقدار مشاهده شده در آزمایش تونل باد بسیار زیاد است. همچنین ، نیروهای آیرودینامیکی حاوی قله های تیز بسیاری مانند سر و صدای سنبله هستند. اینها عمدتاً در اثر تأثیر بسیار شدید بین گردابهای محدود و گردابهای بیدار ایجاد می شود. در مقابل ، برای نتیجه نشان داده شده در شکل 2 که در آن گردابهای بیداری از لبه دنباله ریخته می شوند ، دامنه های شبیه سازی شده برای لحظه آسانسور و گودبرداری نشان می دهد که توافق بهتر با مقادیر مشاهده شده و نظری است. تفاوت فوق می تواند نمونه ای باشد که در آن درمان جریان در نزدیکی سطح بدن تأثیر قابل توجهی به نتیجه می دهد ، به خصوص در صورت وجود جریان مجدد از نوع. تصور می شود که برای یک مقطع مسطح ، لایه برشی جداکننده از لبه پیشرو تأثیر جزئی بر خصوصیات آیرودینامیکی کلی می دهد ، و این که گرداب بیداری از لبه دنباله دار نیز در تئوری هوایی غیر ثابت ریخته می شود. بنابراین ، نقطه جدایی در آخرت در لبه دنباله ثابت است.

نکته فوق فقط برای بزرگی نیروهای آدنامیکی کلی و خصوصیات فاز آنها به جابجایی بدن است. با این حال ، اگر ، به عنوان مثال ، باید در مورد پایداری آیرودینامیکی بدن بر اساس داده های شبیه سازی عددی بحث کرد ، باید صحت داده ها در هر مؤلفه نیروی آیرودینامیکی ، مانند نیروی آسانسور ناشی از جابجایی جابجایی ، بررسی شود. سرعت و غیره. در این مطالعه ، نیروی آسانسور و لحظه ای از نظر مشتقات آیرودینامیکی ارائه شده توسط R. H. Scanlan توصیف شده است [5].

(7) L = 1 2 ρ U 2 (2 B) (8) M = 1 2 ρ U 2 (2 B 2)

جایی که ، B: طول وتر (M) ، K: فرکانس کاهش یافته ، K = BΩ/U ، ω: فرکانس دایره ای نوسان (RAD/S) ، η: جابجایی زوزه (M) ، η = η₀گناه (ωt) ، φ: جابجایی پیچشی (راد) ، φ = φ₀گناه (ωt - θ) ، h i * ، a i * (i = 1 ، 2 ، 3 ، 4): مشتقات آیرودینامیکی.

شناسایی نیروهای آیرودینامیکی در بدنه بلوف 2 بعدی در نوسانات همراه/ پیچشی یکی از مشکلات اصلی اخیر در مهندسی باد است. در این مطالعه ، همان روش برای شناسایی مشتقات آیرودینامیکی مانند [6] با ارزیابی "عملکرد معادل تئودورسن" استفاده می شود.

در شکل 3 ، مشتقات آیرودینامیکی به همراه داده های ارزیابی شده از آزمایش تونل باد و عملکرد تئودورسن ترسیم شده اند. مشتقات ، به ویژه H 1 * ، A 1 * ، H 3 * ، 3 * از نتایج شبیه سازی شده عددی با عملکردهای آزمایشات و عملکرد تئودورسن مطابقت خوبی دارند. در حالی که ، مشتقات دیگر ، H 2 * ، A 2 * ، H 4 * ، 4 * اختلاف نسبتاً زیادی را نشان می دهد.

اگرچه بحث بیشتر در مورد اجزای زباله لازم خواهد بود ، (H 1 * ، A 1 * ، H 4 * ، A 4 *) ، اختلاف در اجزای پیچشی (H 2 * ، A 2 * ، H 3 * ، A 3 *)می توان به شرح زیر توضیح داد: مشاهده می شود که تاخیر فاز هر دو نیروهای آیرودینامیکی از جابجایی پیچشی تقریباً در فاز (0 درجه) یا فاز خارج (180 درجه) است ، همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است. این بدان معنی است که اجزای نیرو متناسب با جابجایی پیچشی ، H 3 * ، یک اصطلاح 3 * ، بر اصطلاحات دیگر H 2 * ، 2 * حاکم است ، که در آن دو نفر دوم به طور مستقیم از ثبات آیرودینامیکی سیستم تصمیم می گیرند و حساس تر هستندبه خصوصیات فاز در این مورد. در نتیجه ، تلاشهای بیشتر برای شبیه سازی برای توصیف صحیح ویژگی های آیرودینامیکی لازم است. به منظور بهبود دقت ، یکی از مهمترین نکته ها نحوه برخورد با جریان نزدیک سطح است. علاوه بر این ، اثر تعداد گردابهای محدود عامل دیگری است که ممکن است تأثیر قابل توجهی در نتایج داشته باشد. این ممکن است به طور همزمان بر مرحله زمانی مناسب و درمان "گردابهای خیلی نزدیک" تأثیر بگذارد.

میز 1 . خواص فاز نیروهای آیرودینامیکی (فاز-آب از جابجایی پیچشی)

تئودورسن: از عملکرد تئودورسن ارزیابی شده است

بیشتر بخوانید URL: https://www. sciencedirect. com/science/article/pii/b978044481687500693

اندازه گیری نانوبالنس کریستال کوارتز در الکتروکاتالیز

K. Hubkowska ،. A. Czerwiński ، در دائر ycl المعارف شیمی بین سطحی ، 2018

اندازه گیری امپدانس

دستگاه EQCN را می توان با استفاده از مدار معادل ساده RLC از نوع RLC ، با القاء پویا (L) و خازن پویا ، تقریباً در اصطلاحات الکتریکی توصیف کرد (C_S) ، که به ترتیب نشان دهنده جرم نوسان و کشش بدن نوسان کننده است. مقاومت حرکتی (پویا) ، تولید شده توسط رسانه های اطراف و اصطکاک داخلی ، توسط معادله 23 آورده شده است:

(15) r m o t = 2 · π · l · δ f

جایی که ΔF عرض کامل در نیمی از حداکثر رزونانس است.

یک رویکرد دقیق تر به توصیف از نظر نظریه امپدانس پیچیده نیاز دارد. با این حال ، نتیجه گیری مهم از این توصیفات الکتریکی این است که همزمان با تغییرات فرکانس طنین انداز ، می توان تفاوت در مقاومت حرکت را اندازه گیری کرد.

عرض رزونانس فقط پس از رسوب فیلم سفت و سخت و نازک کمی افزایش می یابد ، اما در حضور لایه های ضخیم و ویسکوالاستیک و همچنین پس از غوطه وری در مایعات به طور قابل توجهی بالا می رود (شکل 3) بنابراین ، اندازه گیری امپدانس به تشخیص ظاهر کمک می کنداز اثرات ویسکوالاستیک

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780124095472133657

مروری کوتاه از طراحی وسایل کنفورماسی: وضعیت هنر

2. 2. 4 دنده دندانه دار

دنده این طرح (که در تاریخ 30 ژوئن 1921 ثبت شده است) مربوط به شکل و ترتیب چهره های کاری دندان های متمایز برای چرخ دنده های چرخشی ، چرخ دنده های بول ، چرخ دنده های مارپیچی و سایر اشکال دنده برای اتصال اجسام چرخشی یا نوسان کننده است [8]بشر

اهداف طراحی پیشنهادی دنده ، بهبود ویژگی های کار و ساده سازی ساخت دندانها و چرخ دنده ها و افزایش استحکام آن و میزان قدرتی است که می تواند از این طریق منتقل شود.

اهداف و مزایای بیشتر این اختراع در ارتباط با توضیحات زیر از تجسم اختراع نشان داده شده در نقشه ها ظاهر می شود.

در نقشه ها ، که نشان دهنده یک شکل ارجح اما نه تنها شکل اختراع است ، شکل 2. 5 A ارتفاع جانبی دو چرخ دنده جفت گیری است که طرح کلی دندان ها را در هر دو طرف و موقعیت های نسبی آنها نشان می دهد. شکل 2. 5 B نمودار است که نشان دهنده ترکیبی از دندان ها در موقعیت های مختلف زاویه ای است. و شکل 2. 5 C نمای لبه ای از بخشی از یکی از چرخ دنده های نشان داده شده در شکل 2. 5 A و B است که نمودار را تکمیل می کند.

معمول است که چرخ دنده هایی را با دندانه هایی مطابق طرح با منحنی اپی سیکلوئیدی یا پیچشی درست کنید. ساخت این چرخ دنده ها دشوار است و برای شکل دادن به آنها به ابزار و برش های خاصی نیاز است.

چرخ دنده طرح پیشنهادی جایگزین فرم های ساده برش هایی می شود که دارای ضلع های مستقیم هستند برای سری برش های طرح منحنی که معمولاً برای ساخت چرخ دنده های اولیه مورد نیاز است.

با اشاره به شکل 2. 5، a از نقشه ها، چرخ دنده های A و B نشان داده شده در آنها دارای 20 دندانه هستند که هر کدام به طور یکنواخت در اطراف خود فاصله دارند. چرخ دنده B دارای قطر بیرونی کمی کوچکتر است که چرخ دنده A و دندانه های آن 11 دارای اضلاع مستقیم هستند. جفت دندان های متوالی، همانطور که با دایره 14 در شکل 2. 5 الف نشان داده شده است.

فضاهای پایینی 16 بین دندان های مجاور 11 و 13 به اندازه عرض انتهای دندان های 11 است. و عرض اندام های دندان 13 کمی کمتر است. همانطور که در شکل 2. 5 الف نشان داده شده است، پهنای فضاهای پایینی 16 تقریباً یک چهارم (یا کمی کمتر) از گام دایره ای دندان ها است که روی دایره 17 از پایین دندانه ها 11 اندازه گیری می شود.

همانطور که در شکل 2. 5 C نشان داده شده است، ممکن است دندان ها کج یا پیچ خورده باشند، در این صورت، دو انتهای مخالف هر دندان ترجیحاً به صورت زاویه ای به نصف فاصله مرکزی بین دندان های مجاور قرار می گیرند، به طوری که انتهای هر دندان در دو طرف چرخ دنده قرار دارد. دقیقاً برخلاف فضای بین آن و دندانه بعدی در طرف مقابل چرخ دنده می افتد.

در شکل 2. 5 B، خطوط نقطه چین، به ترتیب، تقاطع با وجه های دندانه های مستقیم و منحنی را نشان می دهد، صفحات مستقیم عمود بر محور چرخ دنده ها در خطوط نقطه و خط تیره 1، 2، 3، 4، 5،6 و 7 در شکل 2. 5 C.

بدیهی است که دندان ها ممکن است توسط برش های مستقیم یا دایره ای بریده شوند که باعث برش خطوط مستقیم در عرض چرخ دنده می شوند.

تعداد دندانه ها و ابعاد چرخ دنده ها ممکن است تا زمانی که شیب کناره های دندانه های مستقیم و شعاع دایره هایی که دندان های منحنی را تشکیل می دهند، به گونه ای انتخاب شوند که از تداخل بین دندان های متوالی جلوگیری شود. طرح پیشنهادی چرخ دنده به تعداد دندانه ها و اندازه ها و نسبت های نشان داده شده در نقشه ها محدود نمی شود.

دنده نشان داده شده در شکل 2. 5 وضعیت تماس را برآورده می کند. با این حال ، وضعیت ترکیب سطوح دندان و وضعیت برابری زمین های پایه دنده و پین به پایه اصلی جفت دنده در این طراحی دنده انجام نمی شود.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780128212240000028

انتشارات توصیه شده

نماد اطلاعات مجله مجله مجله مجله

انرژی

8. 02. 3 فن آوری های انرژی موج

بر خلاف توربین های بادی بزرگ ، طیف گسترده ای از فن آوری های انرژی موج وجود دارد که ناشی از روش های مختلفی است که می توان انرژی را از امواج جذب کرد و همچنین بسته به عمق آب و محل (به عنوان مثال ، ساحل ، نزدیکی ، دریایی). روشهای مختلفی برای طبقه بندی سیستم های انرژی موج ، با توجه به موقعیت مکانی (به عنوان مثال ، ساحل ، نزدیکی ، خارج از کشور) ، به اصل کار (به عنوان مثال ، OWC ، اجسام نوسان کننده ، دستگاه های سبقت) و اندازه ("جاذب های نقطه" در مقابل "پیشنهاد شده است. جاذب های بزرگ). بررسی های اخیر حدود 100 پروژه را در مراحل مختلف توسعه مشخص کرده است. به نظر نمی رسد که این تعداد در حال کاهش باشد زیرا مفاهیم و فن آوری های جدید جایگزین یا پیشی گرفتن مواردی که رها می شوند.

در بیشتر موارد ، محصول نهایی انرژی الکتریکی است که به یک شبکه تأمین می شود. این انرژی باید در نوعی دستگاه برقی ، یا یک ژنراتور چرخشی کم و بیش معمولی (مانند برنامه های کوچک هیدرو و باد) یا یک ژنراتور خطی مستقیم درایو تولید شود. در مورد قبلی ، باید یک رابط مکانیکی وجود داشته باشد که حرکت جایگزین (از بدنه نوسان یا جفت بدن یا OWC) را به یک حرکت یک جهته مداوم تبدیل کند. بیشترین استفاده از رابط های مکانیکی مورد استفاده یا پیشنهادی توربین های آب (سر کم و زیاد) ، توربین های هوا و موتورهای هیدرولیک (روغن با فشار بالا) است. تجهیزات برق احتمالاً مهمترین عنصر در فناوری انرژی موج است و بسیاری از (احتمالاً بیشتر) از شکست های تا به امروز را زیربنایی می کند.

توربین های هوایی بیشتر مبدل های انرژی موج اولیه (کوچک و بزرگ) را مجهز کرده اند و هنوز هم برای بسیاری از تیم های توسعه ، سیستم برخاست قدرت مورد علاقه هستند. توربین های متعارف برای جریان های متقابل مناسب نیستند ، بنابراین انواع جدیدی از توربین ها باید ابداع و توسعه داده شوند که بهترین آنها توربین چاه است که توسط آلن A. ولز در سال 1976 اختراع شده است. مقالات نسبت به سایر تجهیزات برای مبدل های انرژی موج.

کم و بیش ، از توربین های هیدرولیک کم معمولی در دستگاه های سبقت استفاده می شوند ، در حالی که توربین های High Head (به طور کلی Pelton) جایگزینی برای موتورهای هیدرولیک در دستگاه های نوسان کننده هستند. مدارهای روغنی با فشار بالا ، با قوچ ، باتری های گاز و موتورهای هیدرولیک در چندین نمونه اولیه مبدل انرژی موج نوسان کننده استفاده شده است. این ممکن است به عنوان استفاده غیر متعارف از تجهیزات معمولی در نظر گرفته شود. اگرچه ژنراتورهای الکتریکی خطی از اواخر دهه 1970 برای دستگاه های انرژی موج با حرکت ترجمه پیشنهاد شده اند و در واقع چندین دستگاه آزمایش شده در دریا را مجهز کرده اند ، اما هنوز در مرحله توسعه نمونه اولیه قرار دارند.

ظرفیت ذخیره انرژی یک ویژگی بسیار مطلوب در یک مبدل انرژی موج است و می تواند در انواع مختلفی از رفتارها فراهم شود ، همانطور که در مورد اثر پرواز در توربین های هوایی ، مخازن آب در دستگاه های در حال اجرا و باتری های گاز در فشار بالامدارهای هیدرولیک (آب و روغن). استفاده از خازن های الکتریکی بزرگ در ارتباط با فناوری ژنراتور خطی پیش بینی شده است.

بیشتر بخوانید URL: https://www. scienceirect. com/science/article/pii/b9780080878720008027

اصول انرژی

1. 11. 1. 6. 1 انرژی از امواج

با عبور باد از اقیانوس های باز ، اصطکاک مقداری از انرژی موجود در باد را به شکل امواج به سطح آب منتقل می کند. اندازه موج تابعی از سرعت باد ، طول مدت زمان وزش باد و مساحت سطح آن باد است. تخمین زده می شود که منبع جهانی انرژی موج نظری به تنهایی تا 32،000 TWH است [31]. این مقدار تا 1. 5 برابر مصرف جهانی برق در سال 2016 بسته شده است [32]. سه نوع مبدل انرژی موج اصلی وجود دارد: ستون آب نوسان کننده ، بدنه نوسان کننده و دستگاه سبقت. ستون های آب نوسان کننده برداشت کننده انرژی موج هستند که حرکت امواج را برای تولید سطوح مختلف فشار هوا در یک محفظه پر از هوا به کار می برند. این هوای فشرده شده را می توان از طریق یک توربین هوا/بادی مرتبط با یک ژنراتور الکتریکی برای تبدیل انرژی جنبشی هوا به برق از طریق یک توربین هوا ، همراه با یک ژنراتور الکتریکی خسته کرد. هنگامی که امواج آب می شوند ، جریان هوا در جهت پر کردن محفظه برای چرخه دیگری از تولید برق معکوس می شود. از طرف دیگر ، مبدل انرژی موج نوسان کننده بدن از حرکت امواج برای ایجاد حرکات نوسان دیفرانسیل در دو بدن که دارای توده های متفاوت هستند ، استفاده می کند. حرکات نوسان را می توان به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. این دستگاه ها به طور کلی غیر مستقیم هستند و معمولاً به عنوان "جاذب نقطه" شناخته می شوند [33]. علاوه بر این ، دستگاه سبقت امواج حادثه را خاتمه داده و انرژی جنبشی موجود در امواج را به انرژی بالقوه تبدیل می کند. این کار را با جمع آوری امواج حادثه در یک مخزن بالاتر از سطح آب آزاد انجام می دهد. مخزن سپس می تواند از طریق یک توربین هیدرولیک کم و ژنراتور برای تولید انرژی الکتریکی تخلیه شود (جدول 4).

جدول 4. طبقه بندی فن آوری های انرژی موج