Energy transfer between a passing vortex ring and a flexible plate in an ideal quiescent fluid
Notice bibliographique
Résumé
Recent advancements in highly deformable smart materials have lead to increasing interest in small-scale energy harvesting research for powering low consumption electronic devices. One such recent experimental study by Goushcha et al. explored energy harvesting from a passing vortex ring by a cantilevered smart material plate oriented parallel to and offset from the path of the ring in an otherwise quiescent fluid. The present study focuses on modeling this experimental study using potential flow to facilitate optimization of the energy extraction from the passing ring to raise the energy harvesting potential of the device. The problem is modeled in two-dimensions with the vortex ring represented as a pair of counter-rotating free vortices. Vortex pair parameters are determined to match the convection speed of the ring in the experiments, as well as the imposed pressure loading on the plate. The plate is approximated as a Kirchhoff-Love plate and represented as a finite length vortex sheet in the fluid domain. The analytical model matches experimental measurements, including the tip displacement, the integrated force along the entire plate length as a function of vortex ring position, and the pressure along the plate. The potential flow solution is employed in a parametric study of the governing dimensionless parameters in an effort to guide the selection of plate properties for optimal energy harvesting performance. Results of the study indicate an optimal set of plate properties for a given vortex ring configuration, in which the time-scale of vortex advection matches that of the plate vibration.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».