Enerģijas iegūšanas no fluīdu plūsmas iekārtu dinamikas analīze un vadības optimizācija

Reālā fluīda (gaisa vai ūdens) plūsmā daļiņu ātrums nav konstants, bet mainās laika un telpas apgabalā. Objektam mijiedarbojoties ar fluīdu, rodas kustība, kura var būt vairāk vai mazāk efektīva, atkarībā no izvēlētā mērķa (kritērija). Šī darba pirmās nodaļas mērķis ir analizēt mijiedarbības (kontakta elastību, virsmas profilu, ledus un aerodinamisko pretestību) parametrus, kas samazina fluīda ietekmi uz objektu kā, piemēram, skeletona sportā. Izmantojot mehānikas likumus, tiek izstrādāta jauna metode, ar kuru iespējams analītiski noteikt ledus berzes un kustīgā objekta aerodinamiskās pretestības koeficientus (parametrus). Tam ir plašas pielietošanas iespējas treniņu un sacensību procesā. Papildus ir apskatīta vibrāciju pozitīvā vai negatīvā ietekme skeletonam slīdot pa ledus virsmu. Šajos pētījumos optimizācijas kritērijs ir enerģijas ekonomija sacensību trasē.

Savukārt enerģijas ieguves uzdevumu risināšanā (darba otrajā daļā) tiek izstrādāta jauna metode (teorija), kas palīdz vienkāršoti veikt analīzes, optimizācijas un sintēzes uzdevumus objektu mijiedarbībai ar šķidrumiem, ja ir objektiem translācijas, rotācijas vai komplāna kustība. Teoriju var attiecināt uz jebkuras sarežģītības formas ķermeņiem fluīdā (šķidrumā, gāzē), ja tiem ir iespējams matemātiski aprakstīt mijiedarbības virsmas. Metode pārbaudīta ar datorprogrammām un eksperimentiem vēja tunelī “Armfield”.

Darba trešajā daļā ir apskatīti vairāki citi fluīda dinamikas pētījumi, tai skaitā: – izpētīts robotizētas zivs kustības piedziņas aktuātors; – analizēta un sintezēta enerģijas ieguves iekārta no robotizētas zivs astes spuras svārstībām; – veikta parametriskā formas optimizācija SUP (Stand up paddleboarding) piedziņas spuras motora vākam; – veikti praktiski eksperimenti dubultsvārstam vēja tunelī un tie salīdzināti (validēti) ar matemātisko modeli.