پديد آورنده :
محمدي، پيام
عنوان :
بهبود مدل ارتعاشي سيستم هاي هواكشسان برداشت كننده ي انرژي با بال واره هاي گوناگون
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي جامدات
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
سيزده، ۹۸ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حميدرضا ميردامادي
استاد مشاور :
محمد سيلاني
توصيفگر ها :
برداشت انرژي , بال واره , هواكشسان , فلاتر , مدل , واماندگي پويا , مدل پيترز , وَن‌درپٌل
استاد داور :
رضا تيكني، سعيد ضيايي راد
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/06/03
چكيده فارسي :
چكيده با افزايش روز افزون جمعيت جهان و محدود بودن منابع انرژي تجديدپذير كليه كشورها با چالش توليد انرژي روبهرو هستندكه ضرورت توجه به منابع انرژي تجديدپذير در برداشتگرهاي پيزوهواكشسان براي جلوگيري از هدر رفت اين نوع از انرژي مفيد ميباشد دراين نوع از برداشتگرها از طريق ا ندرك نش بين سازه و سيال انرژي برداشت شده و سپس به صورت انرژي الكتريكي در مقياس ميليوات يا ميكرووات ذخيره ميشوند در پژوهش حاضر تالش بر آن بوده تا بازده مدلهاي برداشتگر انرژي به گونهاي افزايش داشته باشند يك تير يكسر گيردار در نظر گرفته ميشود كه در بخش گيردار آن دو اليه پيزوالكتريك در باال و پايين تير قرار دارد كه تحت برانگيزش پايه ميباشد و در انتهاي آزاد تير نيز بالوارهاي دوكيشكل لوال شده و در معرض جريان هوا قرار دارد همچنين مدل مشابه ديگري نيز مدلسازي شدهاست با اين تفاوت كه بالوارهي استوانهاي شكل در انتهاي آزاد تير به آن جوش شده است هدف بررسي سرعت شروع فالتر و پاسخ غيرخطي سامانهها در دو حالت كرنش خطي و غيرخطي هندسي پس از آن ميباشد براي بررسي سرعت آغاز فالتر براي مدلها بالوارههاي دوكيشكل و استوانهاي به ترتيب از مدل خطي پيترز به دليل سادگي و كاربرد بهتر و مدل خطيسازي شدهي معادلهي و ندرپ ل حول مبدا مختصات استفاده شده است براي بررسي پاسخ غيرخطي بال وارهي دوكيشكل از مدل ONERA كه رفتارواماندگي پويا را توصيف ميكند استفاده شده و براي بالوارهي استوانهاي نيز از مدل و ندرپ ل استفاده شده است همچنين فرض شده است كه برانگيزش پايه به صورت هارمونيك باشد در ابتدا معادلهي ديفرانسيلي پارهاي غيرخطي حاكم بر ارتعاش عرضي تير با به كارگيري روش گالركين به تعدادي معادله ديفرانسيل معمولي تبديل شده و سپس به روش عددي رانگ كوتا حل شدهاند در نهايت با بررسي پاسخ معادلههاي حاكم به مطالعهي تاثير پارامترهاي سيستم بر رفتار ارتعاشي تير و ولتاژ خروجي پرداخته ميشود نتايج نشان ميدهد كه برانگيزش پايه موجب افزايش دامنهي ارتعاشي و ولتاژ خروجي براي هر دو مدل ميگردد عالوه بر اين جابهجايي انتهايي تير ميزان چرخش بالوارهي دوكيشكل و ولتاژ خروجي براي هر دومدل در حالت خطي و غيرخطي بررسي شده و با هم مقايسه شدهاندكه نتيجههاي حاصل از آن نشان ميدهد كه درحالت غيرخطي دامنهي ارتعاشي و ولتاژ خروجي نسبت به حالت خطي افزايش داشته است كلمات كليدي برداشت انرژي بالواره هواكشسان فالتر مدل ONERA واماندگي پويا مدل پيترز و ندرپ ل
چكيده انگليسي :
Improvement of Vibrational Model for Aeroelastic Energy Harvesting Systems with Different Airfoils Payam Mohammadi payam mohammadi@me iut ac ir Data of submission 2018 6 27 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 8311 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisor Hamid Reza Mirdamadi hrmirdamadi@cc iut ac irAbstract With the increasing world population and the limited availability of renewable energy sources all countries face the challenge of energy production The need to pay attention to renewable energysources is useful in removable piezoaeroelastic harvesters in order to prevent the loss of this typeof energy In this type of harvester energy is harvested through interaction between the structureand the fluid and then transferred into electrical energy at the scale of milliwatt or microwatt Inthe present study it is tried to increase the efficiency of energy harvesting models Cantilevered beamis considered in which there are two piezoelectric layers on the top and bottom of the beam whichare underlying its base excitation and at the free end of the beam the airfoil is hinged and exposedto the air flow A similar model is also modeled with the difference that the circular cylinder isattached at the free end of the beam The purpose is to investigate the start speed of the flutter andthe nonlinear response of the systems in both linear and nonlinear geometric strains afterwards Inorder to investigate the speed of the start of the flutter for the models airfoil and circular cylinder the Peters linear model was used for simplicity and better application and the linearized model ofthe Van der Pol equation was used around the origin coordinates respectively To investigate thenonlinear response of the airfoil fluctuation an ONERA model describing dynamic stall is used andfor the circular cylinder the use of the Van der Pol model is used It is also assumed that the baseexcitation is harmonic At the first the nonlinear differential equation governing the transversevibration of the beam was converted to a number of ordinary differential equations using theGalerkin method and then dissolved by a Rang Kuta numerical method Finally by studying theresponse of the governing equations the influence of system parameters on the vibrational behaviorof the beam and the output voltage is studied The results show that applying the base excitationincreases the amplitude of the vibration and output voltage for both models In addition thedisplacement of the ends of the beam the flap rotational airfoil and the output voltage for bothmodels in linear and nonlinear states are investigated and compared The results show that in thenonlinear state the vibrational amplitude and the output voltage are increased compared to thelinear state Keywords Energy harvesting Airfoil Aeroelasticity Flutter ONERA model Peters model Dynamic stall Van der Pol
استاد راهنما :
حميدرضا ميردامادي
استاد مشاور :
محمد سيلاني
استاد داور :
رضا تيكني، سعيد ضيايي راد
