Доктор Яцин Цзинь недавно был назначен научным сотрудником исследовательской программы Персидского залива Национальной академии наук, техники и медицины.
В темных глубинах океана тюлени охотятся за добычей, используя свои высокочувствительные усы, которые улавливают вибрации.
И именно дизайн этих волос вдохновил исследователя из Техасского университета в Далласе на разработку датчика для мониторинга турбулентности в глубоком океане.
«Геометрия усов тюленя не круглая; форма усов — скрученные цилиндры», — сказал Доктор Яцин Цзиньдоцент кафедры машиностроение в Школа инженерии и информатики Эрика Йонссона.
О стипендии
ТО Программа стипендий для ранних карьерных исследований поддерживает новых научных лидеров, которые реализуют непроверенные исследовательские идеи, реализуют уникальное сотрудничество и создают сеть коллег, которые разделяют их интересы в повышении безопасности морских энергетических систем и улучшении благосостояния прибрежных сообществ и экосистем.
Джин был недавно назначен Товарищ в начале карьеры из Исследовательской программы Персидского залива Национальной академии наук, техники и медицины за исследование безопасности морских ветряных турбин. Он один из пяти стипендиатов, присоединившихся к программе безопасности морской энергетики, где их работа будет сосредоточена на содействии пониманию, управлению и снижению системных рисков в морской энергетической деятельности.
«Эти изогнутые цилиндрические формы позволяют тюленям обнаруживать изменения в океанской среде. Те же формы могут помочь нам разработать в лаборатории датчики для обнаружения изменений в потоке воды, которые могли бы предупреждать операторов морских ветряных турбин об опасных условиях», — сказал он.
В его Жидкостная лаборатория, контроль турбулентности и возобновляемые источники энергииДжин и его исследовательская группа тестируют конструкции, вдохновленные усами, в прозрачном прямоугольном водном канале длиной 6 футов. Насос перемещает воду по трубке с разной скоростью, имитируя окружающую среду океана. Джин и двое соавторов из Университета Техаса в Далласе опубликовали отчет за 2023 год. изучать в журнале Жидкости для физического обследования проанализировать реакцию усов печати, напечатанных на 3D-принтере, когда цель изменила скорость или направление. Исследование также было представлено в Физический обзор.
По словам Джина, чувствительные к вибрации датчики имеют преимущества перед традиционными технологиями подводного зондирования с использованием звуковых волн, которые могут нарушить морскую жизнь.
Технология мониторинга суровых условий глубокого океана имеет решающее значение для развития морской ветроэнергетики. Большая часть ветровой энергии в настоящее время вырабатывается наземными турбинами. Морская ветроэнергетика рассматривается как следующая возможность роста. Однако сильные штормы в глубоком океане могут быть опасны для морских ветряных турбин, которые прикреплены к океанскому дну тросами и имеют «плавающие» платформы, не прикрепленные к морскому дну.
По словам Джина, датчик, предупреждающий об опасных условиях на глубокой воде, может спасти жизни, давая техническим специалистам время добраться до безопасного места. Инженер также разрабатывает датчики для защиты надводных частей морских ветряных турбин, включая башню и лопасти, от повреждений ветром.
«Эти изогнутые цилиндрические формы позволяют тюленям обнаруживать изменения в океанской среде. Те же формы могут помочь нам разработать в лаборатории датчики для обнаружения изменений в потоке воды, которые могли бы предупреждать операторов морских ветряных турбин об опасных условиях.
Доктор Яцин Цзинь, доцент кафедры машиностроения Школы инженерии и информатики Эрика Йонссона
В лаборатории Джина имеется система продувки песка с регулируемой объемной долей частиц и скоростью выброса песка. Установка позволяет исследователям изучать, как песок, выбрасываемый в воздух, влияет на лопасти турбин или винтокрылых аппаратов. Ранее в этом году Джин получил награду в размере 360 000 долларов США от Исследовательской лаборатории Армии Командования развития боевых возможностей армии США за проект по испытанию воздействия песка на вращающиеся лопасти.
«При использовании ветряных турбин лопасти не должны гнуться», — сказал он. «Если ветер слишком сильный, башня может рухнуть. Риски для морских ветряных турбин еще выше.
Джин сказал, что он присоединился к UT в Далласе в 2019 году из-за растущих исследовательских программ университета в области ветроэнергетики по всему миру. Центр ветроэнергетикитакже называется UTD Wind. С тех пор, по его словам, он стал свидетелем увеличения числа студентов, желающих подготовиться к карьере в ветроэнергетической отрасли.
«Чистая энергия стала одной из главных тем в мире», — сказал Джин. «Ветроэнергетика — один из крупнейших потенциальных источников чистой энергии. В будущем больше внимания будет уделяться морской ветроэнергетике, поскольку она может генерировать больше энергии, чем береговые ветряные турбины.
