机械“鱼”可以利用湍流来获取能量

 作者:赫连酞     |      日期:2017-03-21 01:18:18
作者:Tom Simonite美国研究人员正在研究从建筑物周围的漩涡中获取能量的装置他们的新设计 - 受鱼类启发 - 可以使用涡流发电,这是传统涡轮机无法做到的鱼利用它们的身体从周围的漩涡中获得能量,这些漩涡可能是由同一浅滩中的其他鱼类或水中的静止物体产生的但是传统的风力或水力涡轮机不能使用这种湍流,而是需要稳定的流量美国帕萨迪纳市加利福尼亚理工学院的John Dabiri意识到,机械系统可能从涡流尾流中提取能量,并根据鱼类移动的方式开发了一个数学模型,以帮助将其付诸实践 “在鱼类中,我们有一个从涡流中提取能量的系统的实例,现在我们需要弄清楚如何建立自己的能量,”他说鱼从一侧移动到另一侧,以利用流动水中的醒来产生涡旋,顺时针和逆时针交替旋转,如本页视频所示为了使机械装置从涡流中获取能量,Dabiri的模型显示它必须以与鱼类相似的方式改变其角度,以获得尽可能多的能量 “我们需要一种可以了解上游发生情况的设备,并相应地确定相应的输入流量,”Dabiri说 “为了利用这一点,我们[也]需要找到具有自然波动的位置,”Dabiri说 “这正是城市环境中的情况”建筑物不断产生湍流的尾迹,使许多屋顶不适合普通的风力涡轮机,但非常适合收割漩涡 Dabiri及其同事已经开始设计用于空气和水中的原型设备 “它们看起来不像你想象的那样鱼 - 我们不是试图直接复制它们,只是为了揭示和利用它们所做的基础动力学”一旦运行,这样的设备将产生比普通风力涡轮机更少的功率 Dabiri说,全面流动,但仍应长期竞争 “涡轮机需要风速才能达到每秒10米左右才能工作,”他说 “但我们应该能够一直提取能量就像乌龟和兔子一样“大约一年,达比里说,这两个人可以利用相同的总能量美国康奈尔大学的生物学家James Liao在2003年首次证明浅滩中的鱼类使用涡流来节约能源,长期以来一直怀疑廖说,达比里的模型将有助于推动这一概念的发展 “这可以让更多的观众接受这个想法,”他说他补充说,Dabiri的模型是一个简化版本,但是所涉及的流体动力学的完整模型是不切实际的,因为模拟尾流和移动鱼的效果的复杂性 Laio之前曾与其他有兴趣从涡流中获取能量的工程师合作,现在正在研究鱼类如何使用它们的侧线来感应涡流并指导它们的移动方式 “问题是,你需要从环境中做到这一点,”他说 “这对任何人造涡流的使用都很重要”期刊参考文献:生物呼吸与仿生学(DOI:10.1088 / 1748-3182/2/3 / L01)能源和燃料 - 了解更多关于即将到来的能源危机特别报道更多关于这些主题: