شبیه سازی عددی ارتعاشات القایی تیغه پیزوالکتریک کنترل‌کننده‌ و مولد انرژی الکتریکی و بررسی اثرات مشخصه‌های سیستم کنترل بازخورد
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-9 (9) XML اصل مقاله (2.14 MB)
نویسندگان
1دانشگاه قم
2گروه مهندسی مکانیک
چکیده
نیاز گسترده انسان به منابع انرژی پاک از مسایل اساسی در زندگی بشر بوده و او همواره در تصورات خود به دنبال منبع نیرویی بی‌پایان بوده که در هر زمان و مکان از آن استفاده کنند و هم بر محیط زیست تاثیری نداشته باشد .پیزو‌الکتریک‌ها یکی از منابع تولید انرژی الکتریکی بی‌پایان هستند. در سالهای اخیر با توجه به امکان استفاده از مواد پیزوالکتریک در عرصه‌های مختلف نظیر کنترل شکل، استهلاک ارتعاشات و صدا و تشخیص عیوب سازه‌ها و... این مواد مورد توجه بسیاری از محققین و دانشمندان قرار گرفته اند. در این پژوهش، نوسانات القایی ناشی از ریزش گردابه اطراف سیلندر و تیغه پیزوالکتریک، کنترل می‌شود. به این صورت که مدل مورد نظر برای دو حالت با کنترل-کننده و بدون کنترل‌کننده در نظر گرفته می‌شود. علاوه بر این، برای مسئله مورد نظر، سه مقدار مختلف برای معیار فعال شدن سیستم کنترلی در حالت با وجود کنترل کننده مورد بررسی قرار می‌گیرد. پارامتر جابجایی نوک تیغه، به عنوان معیار فعال شدن کنترل کننده در نظر گرفته شده است. به این معنا که اگر جابجایی نوک تیغه از مقدار خاصی بیشتر شود، سیستم کنترلی وارد مدار می‌شود. نتایج مقایسه نشان می‌دهد استفاده از کنترل کننده می‌تواند منجر به کاهش نوسانات هر دو جزء مسئله یعنی هم سیلندر و هم تیغه شود. همچنین، مقایسه نتایج بدست آمده از سه مقدار مختلف برای جابجایی نوک تیغه نشان می‌دهد کنترل صورت گرفته بر روی مسئله در جابجایی‌های کوچک‌تر کارآیی بهتری داشته زیرا در جابجایی‌های کمتر، زمان کوتاه‌تری سپری می‌شود تا کنترل‌کننده اعمال شود. بنابراین، در این حالت‌ها کنترل کننده سریع‌تر وارد مدار شده و در زمان کوتاه‌تری از نوسانات تیغه جلوگیری می‌کند که نتیجه آن، کنترل بهتر سیستم می‌باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Numerical simulation of the induced vibrations of the piezoelectric controller and electric energy generator blade and investigating the effects of the characteristics of the feedback control system
Authors
zahra parnian, mehran heydari, Mohammad Kazem Moayyedi
Abstract
Man's extensive need for clean energy sources is one of the basic issues in human life, and he has always looked for an endless source of power in his imagination that can be used at any time and place and has no impact on the environment. Piezoelectricity They are one of the sources of endless electrical energy production. In recent years, due to the possibility of using piezoelectric materials in various fields such as shape control, vibration and sound depreciation, and structural defect detection, these materials have attracted the attention of many researchers and scientists. In this research, induced oscillations caused by vortex shedding around the cylinder and piezoelectric blade are controlled. In this way, the desired model is considered for two modes with controller and without controller. In addition, for the given problem, three different values ​​for the activation criterion of the control system in the state with the presence of the controller are investigated. The displacement parameter of the tip of the blade is considered as the criterion for the activation of the controller. In other words, if the displacement of the tip of the blade exceeds a certain value, the control system enters the circuit. The results of the comparison show that the use of the controller can reduce the fluctuations of both components of the problem, i.e. both the cylinder and the blade. Also, the comparison of the results obtained from three different values ​​for the displacement of the tip of the blade shows that the control performed on the problem has a better efficiency in smaller displacements because in smaller displacements, a shorter time is spent until the controller is applied. Therefore, in these cases, the controller enters the circuit faster and prevents blade oscillations in a shorter time, which results in better system control.
Keywords
Induced oscillations, structure and fluid interaction, Piezoelectric, Energy harvesting