انجام تحقیقات هیدرودینامیک، آکوستیک و پیش رانش دریایی در نوشیروانی بابل

به گزارش مارین نیوز، اساتید و پژوهشگران دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل با وقوف کامل بر ارزش های بی شمار دریا و صنایع مرتبط با فناوری های دریایی و با عنایت و توجه ویژه به شرایط ویژه ی دریای مازندران که در نزدیکی دانشگاه و منطقه قرار دارد، در ابتدای سال 1391 اقدام به تاسیس آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرودینامیک و پیش رانش دریایی نمودند تا با توجه پتانسیل این نعمت بزرگ الهی بتوانند از امکانات این دریا در جهت ارتقای صنعتی و علمی استان  و کشور بهره گیری نمایند.

با توجه به فعایت های موثر سال های گذشته، شامل اجرای پروژه های ملی و منطقه ای، چاپ و ارائه ی مقالات علمی و کاربردی در مجلات، کنفرانس ها و همایش های معتبر و نیز تربیت دانشجویان موفق دوران کارشناسی و تحصیلات تکمیلی مرتبط، از سال 1394، گروه پژوهشی مصوب وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تحت عنوان انرژی های دریاپایه شروع به فعالیت نموده است.

ازجمله حوزه های تحقیقاتی آن شامل، انرژی های دریاپایه، شناورهای تندرو و پیش رانش می باشد.

اهداف تحقیقاتی آزمایشگاه در بخش انرژی های دریاپایه به دو قسمت انرژی امواج دریا و انرژی باد معطوف شده است. در بخش انرژی امواج دریا، طراحی و ساخت مبدل های انرژی امواج دریا که انرژی امواج را استخراج نموده و آن را به برق تبدیل می کنند، در دستور کار قرار گرفته است. در بخش انرژی باد نیز ساخت و تحقیق بر روی توربین های بادی عمودی و توربین های بادی شناور در دریا، مورد توجه قرار گرفته است. همچنین قابلیت دیگر این گروه، انجام شبیه سازی های عددی جهت پیش بینی فعل و انفعال جسم شناور و امواج دریا و همچنین بهینه سازی عدد سازه های شناور می باشد.

 

مبدل درون پوسته ای جهت آب بندی کامل آن قرار داده شده و شامل پاندول و سیستم انتقال قدرت می باشد. حرکتی که در مبدل حائز اهمیت است، حرکت پیچ (چرخش حول محور عمود بر پاندول) می باشد. حرکت پیچ مبدل، باعث به حرکت در آمدن پاندول ها شده و این حرکت پاندول ها توسط سیستم انتقال قدرت به ژنراتور منتقل می شود. از چرخش ژنراتور، برق تولید می گردد. تست سامانه در کلیه حالات ممکن امواج تولیدی در استخر تست انجام گردید که نشان از عملکرد و تولید برق مناسب آن در محدوده امواج دریای مازندران داشت.

 

با توجه به پروژه های انجام شده در گروه پژوهشی انرژی های دریاپایه دانشگاه صنعتی نوشیروانی دانشگاه بابل، توانایی شبیه سازی عددی در موارد زیر وجود دارد. همچنین قابل ذکر است با توجه به تجربیات موجود و توانایی افراد زبده پرورش یافته در این گروه تحقیقاتی، امکان انجام موارد جدید با توجه به نیاز تعریف شده وجود دارد.

استفاده و تولید برق از انرژی باد در خشکی، نسبت به انرژی باد فراساحل بسیار بیشتری است. این در حالی است که نصب توربین های باد در دریا و استحصال انرژی از آن، به صورت روزافزون اهمیت یافته است. کاربرد توربین های بادی ثابت در آب های عمیق تر که دارای باد قوی تر و همچنین پایدارتری هستند، گسترش یافته است. علاوه بر این به دلیل کاربرد و راندمان اقتصادی بهتر توربین های بادی با پره هایی با ابعاد بزرگ تر، نیاز به حرک به سمت آب های عمیق تر بسیار مشهود است.

 

مدل آزمایشگاهی ساخته شده با مقیاس 1:50 نسبت به نمونه اصلی توربین بادی شناور طراحی شده، ساخته شده است. قسمت های اصلی  توربین عبارتند از: برج، قسمت بویانسی، پره و موتور که در بالای توربین جای گرفته است. جنس بدنه (جنس و قسمت بویانسی) از فولاد و جنس پره از چوب می باشد. همچنین از سه مهار برای جلوگیری از انحراف مدل استفاده شده است.

 

توربین بادی عمودی ساخته شده دارای روتور از نوع بچ به ارتفاع روتور 1/8 متر و طول و عرض آن 0/55 متر است. بر اساس طراحی و محاسبات انجام شده پیش بینی می شود که این توربین پس از تکمیل قسمت انتقال توان ان، قابلیت استخراج توان 100 وات را د رسرعت باد 10 متر بر ثانیه داشته باشد.

ازجمله مزایای این توربین می توان به مستقل بودن از جهت وزش باد، حمل و نقل و نصب نسبتا آسان، تعمیر و نگه داری آسان، کارکردن در ارتفاع نسبتا کم و سر و صدای ناچیز اشاره کرد.

 

شناورهای تندرو معمولا د رکلاس وزنی 50 تا 400 تن ساخته شده و بیشینه سرعت آن ها بین 45 تا 120 کیلومتر بر ساعت است. با توجه به تجربیات گسترده در این آزمایشگاه، کارهای پژوهشی بر روی شناورهای کلاس وزنی کمتر از 30 تن متمرکز شده است.

ازجمله زمینه های پژوهشی در حوزه شناورهای تندرو؛ کاهش درگ، دریامانی،  مانورپذیری و پروانه ها است.

 

برای تست سامانه های ساخته شده در آزمایشگاه و همچنین جهت مشاهده و اطمینان از عملکرد آن ها، استخر تستی با قابلیت بالا در این آزمایشگاه طراحی و ساخته شده است. ابعاد این استخر 11*3*3 متر می باشد. جهت پوشش کلیه امواج دریای مازندران، موج ساز استخر، امکان تولید موج در محدوده وسیعی از ارتفاع (1 تا 28 سانتی متر) و دوره تناوب موج (1 تا 6 ثانیه) را دارد.

 

تست های مختلفی از قبیل تست عملکر مبدل انرژی امواج و توربین باد شناور، تست مدل های شناورهای سطحی و زیرسطحی، بررسی حرکت شناورها و تست مانوردهی و بررسی اصول هیدرودینامیکی و هیدرواستاتیکی سازه های دریایی در این آزمایشگاه قابل انجام است.

با توجه به اهمیت انجام آزمایش مدل برای بررسی پدیده های هیدرودینامیکی، امکانات آزمایشگاهی متفاوتی تعریف و ارائه می شوند که یکی از مهم ترین دستگاه ها برای انجام آزمایش های تجربی، تونل آب یا تونل کاویتاسیون می باشد که امروزه به عنوان یک ابزار بسیار کارآمد و مفید مورد استفاده قرار می گیرد. تونل آب دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل از نوع تونل آب سطح آزاد است.

تست پروانه مغروق و نیمه مغروق، تحقیقات بر روی اصول کاویتاسیون و تحقیقات بر روی نیروهای هیدرودینامیکی وارده بر شناورهای سطحی و زیرسطحی از اقدامات قابل انجام در تونل آب سطح آزاد این آمایشگاه می باشد.

 

طی مدت زمان اندک از تاسیس؛ این آزمایشگاه شاهد افتخارات درخور توجهی توسط تیم های دانشجویی آزمایشگاه در مسابقات علمی کشوری بوده است که از آن جمله می توان به  کسب رتبه اول کشور برای طراحی و ساخت شناور تندرو هوشمند اورنج و هم چنین کسب رتبه اول کشور برای طراحی و ساخت زیردریایی مدل کنترل از راه دور چکاب اشاره کرد.