Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Cross-waves and pulsating flows in the side-channel spillway - an experimental approach

Azmeri Azmeri, Ummah Chairatun, Jemi Faris Zahran, Faudli Imam, Nasaiy Qurratul 'Aini Benti

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 56

51--57

EN

Potentially hazardous side-channels of complex geometry need to be investigated using detailed hydraulic physical models. This study aims to analyse the cross-waves pattern and pulsating flow using a side-channel spillway physical model. This study compares the cross-waves pattern were measured using an experimental installation set to generate cross-waves on the surface (original series) with another structure that did not produce cross-waves (modified series). The results showed that the geometry of the left wall caused instability in flow patterns and secondary flows. The starting point of Q2 discharge was detected by minor turbulence on the water surface near the left wall at a water depth of 3.3 m at the starting point of the wall, but with no overtopping. Cross-waves formed downstream at the right wall crosswise, lower than at the left wall. The height of the cross-wave increased substantially from Q100 to Q1000 discharges leading to overtoppings near the left wall at a water depths of 4.2 and 5.0 m at the starting point of the wall, and near the right wall at a water depths of 3.8 and 4.0 m at the upstream point of the wall. The modifications provided optimal hydraulic conditions, i.e. elimination of cross-waves and non-uniform flows. The Vedernikov and Montouri numbers showed that both original and modified series did not enter the area where the pulsating flow occurred. This indicated that both series were free from the pulsating flow.

2

Effects of water intake layout along the wharf shoreline on ships

Kong Xian-wei, Ding Lei, Liu Hai-cheng, Qu Jing, Li Xiao-song

Polish Maritime Research

|

2019

|

nr 4

165--171

EN

The construction of a water intake along the wharf shoreline can realise the intensive and comprehensive utilisation of the shoreline. However, since the water intake will increase the lateral flow at the wharf and also the hydrodynamic forces on ships, it will bring risks to ships mooring and leaving. The effects of the water intake on ships are studied using a physical model, numerical model and standard formulas. The results show that it leads to an increase of the hydrodynamic forces acting on the ship when the standard formulas are used to calculate the forces without considering the water level difference between the two sides of the ship. The results of the physical model are closer to the real situation. Measures that can effectively reduce the influence of the water intake on ships are proposed by increasing the distance between the wharf front and the front of the water intake as well as the depth of the water inlet windows.

3

Power spectrum analysis for determination of the number of Vertical Axis Wind Turbine blades

Anweiler S., Fedak W., Gancarski W., Ulbrich R.

Journal of Mechanical and Energy Engineering

|

2017

|

Vol. 1, No 2

153--161

EN

Technology of wind exploitation has been applied widely all over the world and has already reached the level in which manufacturers want to maximize the yield with the minimum investment outlays. The main objective of this paper is the determination of the optimal number of blades in the Cup-Bladed Vertical Axis Wind Turbine. Optimizing the size of the Vertical Axis Wind Turbine allow the reduction of costs and increase the output. The target is the maximum power of the rotor. The optimum number of Vertical Axis Wind Turbine blades evaluation is based on analysis of a single blade simulation and its superposition for the whole rotor. The simulation of working blade was done in MatLab environment. Power spectrum graphs were prepared and compared throughout superposition of individual blades in the Vertical Axis Wind Turbine rotor. Some wind tunnel measurements of the hydrodynamic force according to pitch angle of the blade are also shown. The major result of this research is the Vertical Axis Wind Turbine kmax ratiopower characteristic. On the basis of the analysis of the power spectra, optimum number of the blades was specified for the analysed rotor. Power spectrum analysis of wind turbine enabled the specification of the optimal number of blades, and can be used regarding investment outlays and power output of the Vertical Axis Wind Turbine.

4

Wpływ prędkości lotu entomoptera na generowane obciążenia aerodynamiczne

Czekałowski P., Sibilski K.

Modelowanie Inżynierskie

|

2012

|

T. 14, nr 45

206--212

PL

Przedstawiony artykuł ściśle nawiązuje do prac nad stworzeniem obiektu latającego, który generuje siłę nośną tak jak latające owady, czyli entomoptera. Przedstawiona praca dotyczy badań doświadczalnych prowadzonych na mechanizmie trzepoczącym pracującym w tunelu wodnym. Obiekt wyposażony jest w dwa skrzydła. Każde z nich może wykonywać dowolny ruch kulisty (obrót wokół punktu). Celem pracy było wyznaczenie maksymalnych prędkości lotu i uzyskiwanych wartości sił nośnych obiektu dla różnych sposobów ruchu skrzydeł. Eksperyment polegał na pomiarze sił hydrodynamicznych generowanych przez obiekt za pomocą wagi tensometrycznej. Ruch skrzydeł odbywał się w jednej płaszczyźnie. Parametrami doświadczenia były prędkość postępowa oraz kąt pochylenia płaszczyzny trzepotania. Uzyskane wyniki pozwalają na przewidzenie maksymalnej prędkości lotu rzeczywistego obiektu dla zadanego udźwigu, wskazują ewentualne sposoby poprawy osiągów. Dają również istotne informacje z punktu widzenia mechaniki lotu, a konkretnie stateczności podłużnej układu trzepoczącego. Artykuł oprócz analizy wyników eksperymentu zawiera także opis metodologii pomiarów.

EN

The article is close connected with building flying object, that fly like an insect (entomopter). Present work concerns on experimental investigations conducted on flapping mechanism in water tunnel. The object is dipterous. Each wing can perform various spherical motions (wing is rotated around point). The aim of work is to find maximal cruise flight speed and the way, how the lift force is changing due to this speed. The experiment consist of measurements of hydrodynamic forces generated by object. The motion of the wing in this case was two dimensional, it was rotated around two axis. Forward velocity and angle of inclination of flapping plane were parameters of the experiment. Test was performed for various pitch angle trajectories. In addition, pitching moment and lift force derivatives of the forward velocity were designated.

5

Siła hydrodynamiczna w charakterystyce zaworu ciśnieniowego

Marianowski J.

Hydraulika i Pneumatyka

|

2011

|

nr 2

12-15

PL

Opisano siły działające na element zamykający przepływ w zaworze ciśnieniowym. Wskazano na dominującą rolę tej siły podczas otwierania i zamykania zaworu. Wykonano przykładowe obliczenia i porównano je z wynikami testów.

EN

The forces acting on the closure part of the pressure valve have been described. The dominant role of this force in opening and closing process of the valve has been pointed out. Sample calculations have been performed and compared with the test results.

6

Numerical analysis of hydrodynamic forces due to flow instability at lift gate

Kostecki S. W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 11, no 4

943-961

EN

A numerical method, being a combination of the vortex method and the boundary element method, is used here to predict the two-dimensional flow field in the vicinity of an underflow vertical lift gate. In practice, tunnel-type flat-bottomed lift gates experience strong hydrodynamic loading, due to vortex detachment from the gate bottom edge, and near-wake velocity fluctuations. This paper presents a stream function, and velocity and vorticity distributions for two gate gaps. The vortex detachment mechanism is described and the vortex shedding frequency, expressed as a Strouhal number, is presented. The predicted velocity and vorticity fields are then used to calculate the pressure distribution on the gate surface by the boundary element method. The time histories of the lift and drag coefficients are presented. The proposed numerical method has been validated by the measurements of the downpull coefficient for the flow around the lift gate.

PL

W pracy przedstawiono numeryczną metodę wynikającą z połączenia metody wirów i metody elementów brzegowych do określenia dwuwymiarowego pola prędkości pod zamknięciem zasuwowym. W praktyce, zamknięcia w spustach dennych, pracujące jako ciśnieniowe są poddane silnym obciążeniom dynamicznym, wynikającym z odrywania się wirów od dolnej krawędzi zamknięcia i fluktuacji pola prędkości w strumieniu za zamknięciem. W artykule przedstawiono funkcję prądu, pole prędkości i wirowości dla dwóch poziomów otwarcia zasuwy. Przedstawiono mechanizm odrywania wirów i podano częstość tego zjawiska, wyrażoną za pomocą liczby Strouhala. Obliczone pola prędkości i wirowości zostały następnie wykorzystane do obliczenia rozkładu ciśnienia na powierzchni zamknięcia metodą elementów brzegowych. Zaprezentowano również przykładowe przebiegi czasowe współczynnika siły unoszenia i oporu. Wyniki symulacji numerycznych zweryfikowano na podstawie cytowanych w literaturze pomiarów współczynnika siły ssania działającej na zamknięcie zasuwowe.

7

Numerical modelling of flow through moving water-control gates by vortex method. Part II - calculation result

Kostecki S. W.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2008

|

Vol. 8, no 4

39-49

EN

Computational results are presented for uniform approach flow past emergency gate model, placed in a 2-D channel with free water surface, for two cases: (I) fixed gate and (2) gate moving perpendicular to the water flow. The calculations were made in the dimensionless system, for the assumed Reynolds number Re = 10. The velocity field and vorticity field were determined by vortex method. On this basis the pressure distribution profile and hydrodynamic force were determined by means of boundary elements method. The vortex structures and the evolution of vortex shedding are illustrated by velocity field of vortex blobs for both cases - fixed and movable gate. We also presented the distribution of the pressure coefficient alongside the gate edge as well as the derivative lift and drag coefficients. The average force coefficients agree very well with the experimental values. The movement of downward of the gate substantially increases the calculated value of the lift coefficient.

PL

Zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych przepływu równomiernego przez model zamknięcia awaryjnego, umieszczonego w 2-wymiarowym kanale ze swobodną powierzchnią wody, dla dwóch przypadków: (1) zamknięcia nieruchomego i (2) przemieszczającego się w kierunku prostopadłym do kierunku prędkości wody. Obliczenia wykonano w układzie bezwymiarowym dla przyjętej liczby Reynoldsa Re = 10. Pole prędkości i wirowości określane było przez rozwiązanie metody wirów, na ich podstawie wyznaczany był rozkład ciśnienia i siła hydrodynamiczna za pomocą metody elementów brzegowych. Struktury wirowe i ewolucja ścieżki wirowej zostały zilustrowane za pomocą pola prędkości kropel wirowych dla obydwu przypadków - nieruchomego i ruchomego zamknięcia. Przedstawiono również rozkład współczynnika ciśnienia wzdłuż krawędzi zamknięcia oraz wynikające z niego współczynniki siły unoszenia i oporu. Uśredniona wartość tych współczynników pozostaje w dużej zgodności z wynikami badań eksperymentalnych. Ruch zamknięcia ku dołowi istotnie zwiększa obliczoną wartość współczynnika siły unoszenia.

8

Introducing an effective new ship rudder type, telescopic rudder

Ghazi-Asgar S. E., Zeraatgar H., Ghiasi M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2007

|

Vol. 7, no 4

69-85

EN

Rudder is the most important controlling device in ship maneuvering. Usually, it is a passive equipment of a ship, which generates the control forces and moments by inflow velocity and loses its performance when the ship speed reduces. Many parameters are involved in rudder design such as rudder's shape, area and span. By increasing rudder spano the aspect ratio, rudder area and rudder forces are increased. In addition, research shows that the increasing of rudder aspect ratio is the best option to receive highest performance of rudder than any other change of rudder parameters. Having known that the rudder dimensions limited by ship stern form. rudder span is limited to the ship overall geometry and the stem geometry. In this research, a new and innovative ship rudder type (Telescopic Rudder) is suggested that allows enlarging the rudder height hence increasing the rudder aspect ratio. This improves the controllability (maneuverability) of vessel by increasing the hydrodynamic coefficients of rudder. The telescopic rudder made by two pieces, which secondary part slides into the main part. A hydraulic system is used to facilitate sliding thus increasing the rudder height, increasing the aspect ratio and area of rudder producing larger forces. A computer code is also developed to investigate the hydrodynamic characteristics of telescopic rudder by boundary element method (3D-panel). The effectiveness of the new rudder type is studied by the said code in comparison with the conventional type.

PL

Ster jest najważniejszym urządzeniem kontrolującym w trakcie manewrowania statkiem. Zazwyczaj jest pasywnym elementem wyposażenia statku, który wytwarza silę i moment dzięki napływowi wody, i traci sprawność, gdy prędkość statku się zmniejsza. Z projektowaniem steru związanych jest wiele parametrów takich jak kształt, pole powierzchni i rozpiętość steru. Przy zwiększaniu rozpiętości steru rosną wydłużenie, pole powierzchni i siły. Badania pokazują, ze zwiększenie wydłużenia steru jest, w porównaniu ze zmianą każdego innego parametru, najlepszym rozwiązaniem. żeby uzyskać najwyższą sprawność steru. Ponieważ wymiary steru są ograniczone przez kształt rufy statku, rozpiętość steru zależy od rozmiarów statku i rufy. W trakcie badań opracowano nowy typ steru - ster teleskopowy, który pozwala na zwiększenie wysokości steru, a dzięki temu na zwiększenie wydłużenia. To rozwiązanie pozwala na poprawienie sterowności statku poprzez zwiększenie wartości współczynników hydrodynamicznych steru.

9

Study of particle - bubble interaction using atomic force microscopy - current possibilities and challenges

Nalaskowski J., Nguyen A. V., Hupka J., Miller J. D.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2002

|

Vol. 36

253-272

EN

Study of interaction forces between mineral particles and air bubbles is a key to understanding flotation processes. Measurement of such interaction forces has only recently been made possible with the introduction of the atomic force microscope (AFM) and the colloidal probe technique. Using AFM, interactions between a single particle attached to the AFM cantilever and an air bubble placed on a flat hydrophobic surface are measured in an aqueous environment. Interaction forces prior to rupture of the interfacial water film as a function of the hydrophobic surface state can be established, as shown in the present study. Additionally, the effect of the hydrodynamic force between approaching air bubble and particle is quantified. Despite the great potential of the AFM colloidal probe technique for studying particle – bubble interactions, several challenges pertaining to the AFM design, experimental procedure, and data analysis have to be addressed due to deformation of the airwater interface. For example, such issues as the range of the piezoelectric translator and cantilever deflection, determination of the bubble spring constant, and identification of the point of contact between bubble and particle are now under consideration.

PL

Badania oddziaływań pomiędzy cząstkami mineralnymi i pęcherzykami powietrza są kluczowe do zrozumienia przebiegu flotacji. Wykorzystanie mikroskopii sił atomowych (AFM) i techniki próbnika koloidalnego umożliwia pomiar takich oddziaływań. Przy użyciu AFM oddziaływania pomiędzy pojedynczą cząstką przymocowaną do dźwigni AFM i pęcherzykiem powietrza, umieszczonym na powierzchni hydrofobowej, mogą być mierzone w środowisku wodnym. Ważna jest znajomość sił występujących przed przerwaniem filmu międzyfazowego wody oraz hydrofobowość użytej cząstki jak wykazano w obecnej pracy. Zmierzono również siły hydrodynamiczne pomiędzy zbliżającym się pęcherzykiem powietrza i cząstką mineralną. Pomimo znaczących możliwości techniki próbnika koloidalnego i AFM w badaniu oddziaływań cząstka-pęcherzyk, istnieje szereg wyzwań związanych z modyfikacją konstrukcji instrumentu, procedurą pomiarową oraz analizą teoretyczną danych. Szczególnej uwagi wymaga uwzględnienie zasięgu ugięcia dźwigni AFM oraz skanera piezoelektrycznego, wyznaczanie stałej sprężystości pęcherzyka, właściwego wyboru punktu kontaktu cząstki z pęcherzykiem oraz uwzględnienie deformacji powierzchni pęcherzyka.