اندازه‌‌گیری آزمایشگاهی و مکانیکی جابجایی عرضی و مقایسه سرعت بهینه برای تولید انرژی برای استوانه‌های یکنواخت و مخروطی تحت ارتعاش ناشی از گردابه

اندازه گیری های آزمایشگاهی ناپایداری های دینامیکی در محیطهای آبی به علت ماهیت نوسانی و کوچک بودن دامنه حرکتی آنها همواره چالش برانگیز هستند. اکثر مطالعات فعلی با استفاده از مدارهای الکتریکی به اندازه گیری آزمایشگاهی می‌پردازند. هدف این مقاله اندازه گیری آزمایشگاهی صرفا مکانیکی در پدیده ارتعاش ناشی از گردابه است. با بدست آوردن دامنه حرکت ارتعاشی میتوان مکانیزم های حرکتی و استحصال انرژی مکانیکی طراحی کرد. در این مقاله از روش نوین سرعت سنجی تصاویر ذرات استفاده میشود. آزمایش بصورت حرکت یک استوانه در داخل کانال آب با سرعت های مختلف حرکت است. استوانه ها بصورت یکنواخت و مخروطی هستند. مطالعه استوانه مخروطی نیز کاری نو در این زمینه است. داده های استخراج شده بصورت نمودارهای بی بعد دامنهسرعت هستند. از این آزمایش سرعت متناظر با دامنه حداکثر بدست میاید. دیده میشود که در سرعت بهینه، دامنه حرکت استوانه یکنواخت بیشتر است. این در حالیست که استوانه مخروطی برای استفاده در جریان با سرعت متغیر مناسب است.

Experimental and Mechanical Measurement of Transverse Deflection and Comparison of Optimal Velocity for Energy Harvesting in Uniform and Tapered Cylinders from Vortex-Induced-Vibrations

Experimental measurements of dynamic instabilities in water environments are challenging due to their fluctuation and small amplitude. Most of studies use electrical circuits, this paper aims to use only mechanical methods to measure vortex induced vibrations. Measuring the fluctuations amplitude can help designing mechanisms for movement and for mechanical energy harvesting. This paper uses the novel particle image velocimetry method. The test comprises of a cylinder moving in water with different velocities. Uniform and tapered cylinders are used. Study of tapered cylinder is unprecedented. Output data is in the form of dimensionless amplitudevelocity graphs. From this test velocity for producing largest amplitude is obtained. It is also seen that in the efficient velocity, amplitude of uniform cylinder is larger. While tapered cylinder is suitable for using in currents with variable velocities.