آموزش کامسول در شبیه سازی

آموزش کامسول در شبیه سازی برای جلوگیری از گرمایش بیش از حد جهانی و افزایش بحران آب و هوا، ایجاد جایگزین های انرژی پاک برای منابع انرژی که گازهای گلخانه ای تولید می کنند، بسیار مهم است. یک منبع انرژی قابل تجدید و با دوام جزر و مد اقیانوسی است که بر خلاف منابع خورشیدی و بادی، به آب و هوا وابسته نیستند و آنها را قابل پیش بینی می کند. انرژی جزر و مدی را می توان با استقرار توربین های جزر و مدی در جریان های جزر و مدی مهار کرد. این فرآیند پایه و اساس پروژه tidal turbines است، یک پروژه عظیم انرژی تجدید پذیر که قرار است بزرگترین نیروگاه انرژی جزر و مدی جهان باشد. اخیراً، مجموعه‌ای از توربین‌های جزر و مدی در این سایت پروژه مستقر شده‌اند، جایی که جزر و مدهای جاری بین اقیانوس اطلس و دریای شمال به یک جریان پر انرژی بین سرزمین اصلی اسکاتلند و جزیره استروما هدایت می‌شوند.

 طراحی توربین جزر و مدی

در حالی که مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای برای سلامت زمین مهم است، باید به گونه‌ای انجام شود که سایر اثرات مخرب زیست‌محیطی نداشته باشد. در مورد توربین های جزر و مدی، اثرات زیست محیطی ممکن است شامل خطر آسیب به گونه های دریایی، مانند برخورد با قطعات متحرک توربین یا سطوح بالای سر و صدای عملیاتی باشد. یک سطح نویز “Goldilocks” از نویز عملیاتی وجود دارد که توربین ها تولید می کنند. مطلوب است که سطح آنقدر بلند باشد که به گونه‌های دریایی در مورد حضور توربین هشدار دهد تا از برخورد جلوگیری کنند، در حالی که آنقدر بلند نباشد که باعث آسیب دیدن آنها شود.

آموزش کامسول نرم‌افزار COMSOL Multiphysics برای تخمین سطح نویز احتمالی تولید شده توسط توربین‌های جزر و مدی قبل از استقرار آنها در اقیانوس و قرار دادن حیات دریایی در معرض حضور آنها استفاده کرده است. اندازه‌گیری‌های اخیر نویز زیر آب پروژه tidal turbines که توسط انجمن علوم دریایی اسکاتلند (SAMS) جمع‌آوری شده است، فرصتی برای اعتبارسنجی این مدل‌ها فراهم می‌کند. سپس این مدل‌ها برای تولید نقشه‌های نویز سه‌بعدی مکانی و زمانی مورد استفاده قرار گرفتند، که توسط SAMS با داده‌های آن‌ها در مورد حرکت و رفتار فوک‌ها و گرازهای دریایی بندر مقایسه شده‌اند تا درک بهتری از نحوه تعامل پستانداران دریایی با این انرژی پاک داشته باشند. دستگاه های تولید کننده فوک های بندری تمرکز اصلی این تحقیق هستند زیرا جمعیت ساکن در منطقه نزدیک سایت پروژه MeyGen  طی چند دهه گذشته به طور قابل توجهی کاهش یافته است. بنابراین، پروژه MeyGen مراقبت ویژه ای می کند تا تأثیر نامطلوبی بر آنها نداشته باشد.

آموزش کامسول در کنترل صدای توربین های جزر و مدی

توربین‌های جزر و مدی شبیه سازی مشابهی با توربین‌های بادی محور افقی دارند، با روتوری متشکل از سه پره که از طریق یک هاب و یک محور محرک به هم متصل شده‌اند. سرعت چرخش روتور از یک گیربکس افزایش یافته برای تبدیل انرژی الکتریکی با یک ژنراتور استفاده می کند. سپس انرژی توسط کابل های زیر آب به شبکه خشکی منتقل می شود.

آموزش کامسول طراحی و مدلسازی توربین های جزر و مدی دریایی

صدای مکانیکی توربین های جزر و مدی نتیجه ارتعاشات گیربکس و ژنراتور آنهاست. معمولاً بالاترین میزان نویز تونال توسط بهم شدن دندانه ها در گیربکس تولید می شود. به طور معمول، گیربکس ها دارای سه مرحله استپ آپ هستند – مرحله کم سرعت، مرحله متوسط ​​و مرحله سرعت بالا – که به ترتیب ارتعاشات صوتی بین 10-30 هرتز، 80-150 هرتز و 200-1000 هرتز ایجاد می کنند. منبع دوم ارتعاش از نیروهای گیره در ژنراتور تولید می شود که در اثر فعل و انفعالات بین آهنرباها و سیم پیچ ها هنگام عبور از یکدیگر ایجاد می شود، این ارتعاشات در حدود 500 هرتز تا 2 کیلوهرتز هستند. ارتعاش در پیشرانه از طریق ساختار توربین به پره‌ها، دیواره‌های ناسل و سازه‌های نگهدارنده منتقل می‌شود، جایی که آنها با آب اطراف تعامل می‌کنند و به‌عنوان نویز تونال ساطع می‌شوند. همینطور میتوانید آموزش کامسول تلفات در خطوط انتقال را هم در مقاله قبلی مطالعه کنید.

میدان های صوتی و تاثیر آنها

SAMS در سال 2020 از هیدروفون‌های دریفت برای اندازه‌گیری نویز عملیاتی تولید شده توسط یکی از توربین‌های جزر و مدی پروژه MeyGen در محدوده‌ای از فواصل، تا فاصله 1400 متری از توربین جزر و مدی استفاده کرد. این داده ها برای اعتبارسنجی مدل ها استفاده شد. میتوانید برای آموزش comsol اقدام کنید.

سپس از مدل سازی چند فیزیک برای تعیین سطوح فشار صوتی فضایی برای هر باند سه اکتاو بین 20 هرتز و 2 کیلوهرتز استفاده شد. برای تعیین تأثیر بر پستانداران دریایی، سطح صدا به عنوان تابعی از فرکانس برای آستانه شنوایی گونه‌های منفرد وزن‌بندی می‌شود. این معادل منحنی A-weighted برای شنوایی انسان است. نتایج مدل‌سازی برای مهر و موم بندر وزن‌گذاری شد و در کامسول برای ایجاد نقشه‌های نویز جمع‌آوری شد، که ثابت کرد سطوح نویز عملیاتی کمتر از سطوحی است که ممکن است باعث آسیب به مهر و موم بندر شود. علاوه بر این، نقشه نویز نشان می دهد که حتی زمانی که نویز عملیاتی توربین ها صدها متر گسترش می یابد، بالاتر از نویز پس زمینه محیط است. بنابراین، آب بندی ها قادر به تشخیص وجود توربین ها و اجتناب از تماس با آنها هستند.