Ветроэнергетическая установка с двумя степенями свободы, использующая эффект галопирования
Автор: Азим Эдгарович Курбанов
Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова
Рассматривается электромеханическая система, которая состоит из твердого тела (имеющего форму прямоугольного параллелепипеда), соединенного с помощью пружины с постоянным магнитом. Магнит и тело могут совершать возвратно-поступательное движение вдоль неподвижной горизонтальной прямой. Магнит находится внутри катушки индуктивности, а катушка включена в цепь, выходы которой замкнуты через нагрузочное сопротивление. Соответственно, при движении магнита в цепи возникает электрический ток. Система помещена в стационарный поток среды. Воздействие потока на магнит и катушку считается пренебрежимо малым.
Исследована устойчивость положения равновесия. Проведен параметрический анализ, получены достаточные условия устойчивости и неустойчивости. Путем численного моделирования были определены зависимости амплитуды и частоты колебаний тела, а также вырабатываемого тока и мощности от внешнего сопротивления и скорости потока. Показано, что в системе, поведение которой ближе к поведению системы с одной степенью свободы, амплитуда колебаний и вырабатываемая мощность меньше.
1. S. Tornincasa, M. Repetto, E. Bonisoli, F. Di Monaco. Energy harvester for vehicle tries: Nonlinear dynamics and experimental outcomes // Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 2011, vol. 23, pp. 3-13.
2. T. Massai, J. Zhao, D. Lo Jacono, G. Bartoli, J. Sheridan The effect of angle of attack on flow-induced vibration of low-side-ratio rectangular cylinders // Journal of Fluids and Strustures, 2018, vol. 82, pp. 375-393.
