摘要 动力输出装置 (PTO) 是波浪能转换不可或缺的一部分,其设计过程并非易事。更好的 PTO 以及为各种应用选择和设计 PTO 架构的更好流程将有利于帮助为蓝色经济提供动力的设备,因为它们可以减少在 PTO 设计上花费的时间和金钱,并提高这些设备的整体能量捕获性能。本文记录了小型浪涌型波浪能转换器 (WEC) 的 PTO 选择过程,旨在为未来的 PTO 选择过程提供参考。在 WEC-Sim 中评估了三种 PTO 架构:液压止回阀 PTO、液压主动阀 PTO 和直接电动 PTO。构建了每个 PTO 的简单模型。由于最初没有小型设备的模型,因此在大型设备上模拟 PTO。使用弗劳德缩放法缩小结果,并与直接模拟小规模模型的结果进行比较。由于这项工作尚处于设计阶段的早期,需要对 PTO 选项进行粗略研究,因此我们做出了严格的假设。具体而言,我们将研究控制的有效性以及能量转换的效率。但是,能量捕获只是考虑的一部分;在选择 PTO 时还需要考虑物流问题。例如,大型 WEC 的组件非常大且昂贵,因此定制 PTO 组件可能有意义,但小型 WEC 将从现成的可用性中受益,因为定制成本将是小规模部署总资本成本的很大一部分。潜水式现成组件对于液压 PTO 来说更容易采购。由于高效的控制、高效的能量转换以及海洋级组件的可用性,为这种小型浪涌型 WEC 选择了主动阀液压 PTO。
目前,人们致力于实现分子的精密光谱和量子态控制。与原子相比,分子的种类要多得多,它们具有更丰富的结构,可以提供完全不同的功能,并更适合某些任务,例如,对各种基础物理测试的灵敏度更高[1-4]。高内部状态相干性和跨频率量子信息转换的潜力也使分子在量子信息处理方面具有吸引力[5-9]。尽管近年来取得了令人瞩目的进展,但分子的量子态制备、检测和控制仍然比原子更困难[10-14]。量子逻辑光谱(QLS)[15]在研究带电粒子,特别是分子离子方面显示出巨大的前景和多功能性。它依靠原子“逻辑”离子种类对联合平移运动进行协同冷却和状态读出,并能够实现难以控制的带电粒子(“光谱”离子)的量子态制备、操纵和光谱分析[16-18]。在我们的实验中,所有针对分子离子的激光器都会驱动远失谐的受激双光子拉曼跃迁,而这些跃迁不依赖于分子的特定能级结构。这一点,加上对平移自由度的协同冷却和量子逻辑读出也可以在对分子结构细节要求不高的情况下进行,使得 QLS 可用于多种离子种类。为了探索分子的新应用,以高分辨率测量跃迁频率和其他特性,并解释在这种前所未有的精度水平下变得相关的微小系统效应也至关重要。特别是,自旋和原子核的相对运动增加了
液滴撞击动力学一直是液滴研究的重点和热点,深入挖掘液滴撞击动力学机理有利于自上而下指导和优化材料设计。随着高速成像技术的发展和创新[13],液滴撞击的瞬态流动可以在微观时间尺度上被清晰地记录下来。单个液滴在不同表面的撞击得到了更广泛的研究。Richard等人认为液滴撞击光滑超疏水表面的接触时间与撞击速度无关,而与液滴半径的3/2次方成正比。[14]对于具有圆对称扩散和反冲的液滴撞击,存在一个接触时间的理论极限( / / 2.2 0 3 t R τ ρ σ = ≥ ∗,[15]其中,ρ是液体的密度,R 0是液滴半径,σ是其表面张力,t是固液接触时间)。为了突破这一极限,科学家通过设计和修改超疏水材料的表面结构,强化和精确控制单个液滴的反弹行为,如减少4倍接触时间的煎饼反弹[16]和7300 r min −1 的旋转反弹[17]。虽然这些研究已经被广泛应用于解决喷墨打印[18]、微流体[19]和喷雾[20]的问题,但较少受到关注的多液滴模型在自然界、日常生活和工程中更为常见和适用(例如,冻雨对电网的灾难性影响)。多液滴模型可分为连续液滴[21]、液滴列车[22]、同时液滴[23]和液滴喷雾[24]等。越接近真实情况,越复杂,研究难度越大。[25]作为该领域的先驱,Fujimoto等人[26]和Schwarzmann等人[27]在多液滴模型中[28]进行了系统研究。采用闪光照相法和数值模拟相结合的方法,研究了液滴直径和撞击速度对液滴撞击固体的影响。[26,27] Sanjay等人用撞击油滴从超疏水表面提起静止的油滴,观察到了随着韦伯数(ρσ=02WeDv,其中D0为液滴直径,v为撞击速度)和质心偏移而产生的六种结果,其中四种结果不是聚结而是反弹。[28] Damak等人实验研究了液滴连续撞击超疏水表面的最大膨胀直径和回缩速率,并建立了通用模型来描述它们。[29]由于多体问题的复杂性和相互作用,大多数学者主要使用数值模拟
本文介绍了亚音速下振荡半球形炮塔下游尾流响应的实验研究。振荡炮塔由安装在铝制矩形板上的炮塔外壳组成。炮塔组件设计为使炮塔以单一频率沿翼展方向振荡,与主要尾流模式的主频率一致。流体的基于共振的气动弹性响应导致炮塔沿翼展方向受迫振荡。安装在炮塔组件不同位置的多个加速度计用于测量局部位移。结果表明,炮塔以固定频率振荡,振荡频率范围为 0.3 至 0.55 马赫数,振荡幅度约为 1 毫米。在炮塔下游的隧道壁上放置了几个非稳定压力传感器,用于研究振荡炮塔的尾流响应。研究发现,与固定炮塔下游的尾流相比,振荡炮塔的压力波动能量较小,尾流在翼展方向上更加有序。
