A painting type of flexible piezoelectric device for ocean energy harvesting     

《Applied Ocean Research》2017

Energy harvesting using piezoelectric materials can be realised by periodic external force. Piezoelectric material directly converts strain energy into electric power to capture a wasted ambient kinetic energy. This recovered energy can be used for operating wireless sensors, such as those found in environmental monitoring, mechanical sensing and structural diagnostic. In our previous work, a flexible piezoelectric device, FPED, was proposed and developed as an energy harvester for generating electric power from flow-induced vibration in ocean and wind environments. In this study a FPED with a painted piezoelectric layer, highly durable in order to withstand extreme bending and weathering caused by waves and currents, is proposed and developed by spray coating for use as an ocean energy harvester. A numerical method is developed to predict electro-fluid–structure interactions and to evaluate electrical performance and mechanical behaviours of the painted FPED. Additionally, validation of the numerical model is provided through several experimental tests. This study also investigates the relationship between the stiffness of the painted FPED and the vibrated frequency, as well as determining their influence on the electrical performance. Finally, the outcomes from a field test, conducted in real ocean space, is presented to provide information on electrical performance, mechanical behaviours and durability of painted FPEDs. The paper shows that a painted FPED is a useful and robust energy harvester for generating electric power from harsh environments.  相似文献   

Harnessing the wind: A case study of applying Flettner rotor technology to achieve fuel and cost savings for Fiji's domestic shipping industry     

《Marine Policy》2017

For over 5000 years, humans have successfully harnessed the power of wind to transport people and goods across the world's oceans. This research expands on previous studies of the unique Flettner rotor propulsion system and the demonstrable success in reducing fuel consumption and carbon dioxide (CO₂) emissions. Recent examples such as Enercon's E-ship 1 have proven seaworthy and economically viable along major shipping routes. The remote Pacific island countries (PICS), however, have the unique characteristics of retaining a remarkable seafaring heritage while remaining on the periphery of global commerce. With data obtained from a field study of Fiji's domestic shipping, this research analyzes the potential for implementing Flettner rotor systems to achieve more economically viable alternatives to the current situation. The findings show that with an incremental approach and the addition of a government fuel savings incentive, the Government Shipping Franchise Scheme (GSFS) subsidies could be significantly lowered for Fiji's ten uneconomical shipping routes. Four scenarios of 5%, 10%, 15%, and 25% fuel savings contrast the baseline data on one extreme with a zero-emissions scenario on the other. The most likely fuel savings scenario of between 10% and 15% results in a 20-year government savings of between 348,042 and 522,063 U.S. dollars and a 20-year cumulative reduction in CO₂ emissions of between 2931 and 4396 t. The paper concludes that Flettner rotors show promising results in reducing fuel consumption and CO₂ emissions and recommends future studies in collaboration with the Fiji government to develop practical strategies of implementation.  相似文献   

坚固体孕震模式前兆能量场演化特征     

陈宇坤  聂永安 《东北地震研究》1999,15(3):1-5

根据已建立的坚固体孕震模型,通过模拟计算和对比研究,得出坚固体模型应用能密度相对均匀分层模型的增量变化图象及其演化特征,研究表明,该孕震模型在外荷载作用下,软弱体部位的应变能水平总体高于坚固体的,断层部位的应变能密度也比较低,随着外荷载的增大,软弱体首先发生屈服变形和“能量饱和”应变能密度增加速度减小,坚固体出同服变形和“能量饱和”的现象较弱体晚,加载后期其能量积累速度比软弱体的快,断层部位应变能  相似文献   

X射线ICT能谱硬化的校正研究   总被引：3，自引：0，他引：3  

刘恩承 《CT理论与应用研究》1999,8(1):32-35

本文讨论Ｘ射线ＩＣＴ中,由于Ｘ射线束的非单色性而引起的能谱硬化问题,这种能谱硬化应该被校正,从实验中,我们获得了校正曲线,并给出了相应的数学模型,我们建议采用了专门的软件来进行这种校正。  相似文献   

华北盛夏台风低压暴雨的能量分析   总被引：3，自引：1，他引：2  

于玉斌  姚秀萍 《热带气象学报》1999,15(2):177-185

利用辐散风和旋转风动能平衡方程,分析了1996年8月3日至5日由浙江沿海登陆北上的台风与西风带系统相互作用产生的暴雨过程．计算并分析了暴雨增幅时台风低压扰动区域内平均的动能收支和转换特征,揭示了台风低压维持的机制及其与外围暴雨增幅之间的关系,得到的结论可供制作北上台风及其暴雨预报时参考。  相似文献   

北上台风暴雨过程涡散场的能量收支和转换特征   总被引：7，自引：2，他引：5  

于玉斌  姚秀萍 《气象学报》1999,57(4):439-449

利用辐散风和旋转风的动能收支方程,对北方一次北上台风倒槽暴雨过程暴雨区内的涡散场能量收支和转换进行了计算.结果表明:暴雨区内动能的增加是暴雨增幅的一个主要原因.暴雨发展时,就旋转风动能(K_R)而言,旋转风动能通量(HFR)辐合是主要能源,而旋转风的动能产生项(GR)是主要能汇;就辐散风动能(K_D)而言,辐散风的动能产生项(GD)是主要能源,辐散风动能通量(HFD)辐散是主要能汇;总动能水平通量(HF)提供的辐合主要表现于对流层中、低层,这就使得低层辐合加强,上升运动加强,有利于暴雨的增幅.在暴雨过程中次网格尺度效应由能源转变为能汇,在暴雨发展之时能汇减小;能量的转换项C(K_D,K_R)总为正值,在转换项中,地转效应项的贡献很大.说明暴雨过程能量均由K_D向K_R转换,也就是说有效位能经K_D向K_R转换,充分说明了在整个暴雨过程中,尽管辐散风动能变化(∂K_D/∂t)很小,但是它在其中充当“桥梁”作用,C(K_D,K_R)在暴雨发展时达到最大,此时能量转换最为旺盛;对流层低层辐散风动能向旋转风动能的转换是暴雨产生和发展的重要条件.此次暴雨过程,在暴雨区内表现为斜压不稳定和正压稳定共存的特征,其发展过程是系统斜压不稳定增长,正压稳定性减弱的过程,暴雨增幅的另一个重要原因就是暴雨区内低层斜压的发展.  相似文献   

用能量法测定柱状样品的衰减Q值   总被引：1，自引：0，他引：1  

施行觉  叶林 《中国地震》1999,15(4):304-309

对常用的测试衰减Ｑ值的频谱振幅比法和波形反常进行了分析,认为它们对样品几何开头和大小的严格要求是大多数实验室待测样品所不能满足的。因而,提出用波形的能量来计算衰减Ｑ值的方法,阐述了其原理、计算公式和注意事项,讨论了ＱＰ和ＱＥ之间的关系,并对多种样品进行了实验室测量,将本文方法测得的Ｑ值与其它方法测试值进行了比较。认为本方法的Ｑ值介于ＱＰ和ＱＥ之间。  相似文献   

珠峰北坡地区近地层大气湍流与地气能量交换特征   总被引：11，自引：1，他引：10  

仲雷  马耀明  苏中波  刘新  李茂善  马伟强  王永杰 《地球科学进展》2006,21(12):1293-1303

利用珠峰北坡曲宗地区连续一年的大气观测资料（2005年4月至2006年3月）,分析了珠峰北坡地区近地层大气湍流宏观统计特征和西南季风爆发前后地气能量交换特征。研究表明在珠峰北坡地区Monin Obukhov相似定律同样适用。拟合得到了珠峰北坡曲宗地区近地层无因次风速分量方差以及温度和湿度归一化标准差和静力学稳定度的函数关系。研究得出曲宗地区能量平衡各分量（净辐射通量、感热通量、潜热通量和土壤热通量）以及地面加热场具有明显的季节变化和日变化规律。尤其是在西南季风的影响下,曲宗地区感热通量和潜热通量在季风爆发前后具有明显相反的变化趋势。其它特征参数（波文比和地表反射率）在西南季风爆发前后的变化规律也十分明显。  相似文献   

我国铀地勘业可持续发展的战略思考     

叶柏庄 《地球科学进展》2006,21(11):1134-1139

以国家能源、矿业、铀和核电政策为依托,讨论、分析了我国未来核电用铀趋势及铀地勘业发展的机遇和挑战。我国铀资源潜力深远,地质勘查程度相对较低;地域辽阔,资金投入尚少;宏观上看,铀矿找矿周期与国际水平相当,而找铀装备、方法存在差距,铀矿经济评价体系和理念亟待建立。为了确保国家核电安全运行,未来15年是我国铀地勘业十分关键的时期。  相似文献   

基于小波能谱分析的岩溶区探地雷达目标识别   总被引：20，自引：1，他引：19       下载免费PDF全文

李才明  王良书  徐鸣洁  刘元生  钟锴  张善法 《地球物理学报》2006,49(5):1499-1504

目前常用的根据记录波形的频率、振幅等特征进行岩溶区探地雷达目标识别的方式具有一定的局限性,为此提出了利用小波能量谱特征进行识别的新方法.通过对岩溶区典型样本进行分析,构造雷达信号各频率成分在各尺度上的能量特征向量,得到样本模型的能量谱,将待识别目标体的能量谱特征与之比对,数据分析和实际验证表明,小波特征能量谱具有直观地显示目标信号不同特征的优点,能有效地对岩溶区探地雷达剖面目标体进行识别.  相似文献