Numerical Analysis of Hydrokinetic Energy Harvesting from Flow-induced Vibration of a Cylinder with a Single Protrusion
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 52
فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JAFM-18-7_010
تاریخ نمایه سازی: 28 اردیبهشت 1404
چکیده مقاله:
To better capture current energy based on flow-induced vibration (FIV), a new cylindrical oscillator is proposed in this paper that attaches a single protrusion to a bare cylinder with different shapes (square, triangular, and semi-elliptical) and different circumferential locations (a = ۰°, ۴۵°, ۹۰°, ۱۳۵°, ۱۸۰°). Two-dimensional (۲D) numerical simulations were performed to investigate the vibration characteristics, equilibrium position, wake vortex mode, and energy harvesting characteristics of the cylindrical oscillator over the reduced frequency range of ۲ ≤ U*≤ ۱۴. Regarding the protrusion angle, the vibration amplitude of the cylinder was obviously enhanced at a = ۴۵° and ۱۸۰° but was suppressed at a = ۱۳۵°. Specifically, the vibration amplitude of the cylinder with the square protrusion can reach up to ۳.۱D, an increase of ۲۰۴% compared to that of the bare cylinder. Additionally, as the flow velocity increased, the equilibrium position of the vibrating cylinder at a = ۹۰° had the largest downward offset, reaching a value of -۲.۴۲D. The maximum power of ۱.۳۳ W was reached for the cylinder with the square protrusion at a = ۴۵°, but at a= ۹۰°, a stable energy recovery bandwidth was achieved. In addition, high energy harvesting efficiency was mainly concentrated on the extremely low flow velocity range, with a maximal efficiency of ۹.۶۷%.
کلیدواژه ها:
Flow-induced vibration (FIV) ، Energy harvesting ، Cylindrical oscillator ، CFD ، Passive turbulence control (PTC)
نویسندگان
Y. Zhao
Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology, Jiangsu University, Zhenjiang, Zhenjiang ۲۱۲۰۱۳, China
S. Qu
Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology, Jiangsu University, Zhenjiang, Zhenjiang ۲۱۲۰۱۳, China
X. Wang
Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology, Jiangsu University, Zhenjiang, Zhenjiang ۲۱۲۰۱۳, China
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :