Доктор Яцин Цзинь недавно был назначен научным сотрудником ранней карьеры исследовательской программы Персидского залива Национальной академии наук, техники и медицины.
В темных глубинах океана тюлени охотятся за добычей с помощью своих высокочувствительных усов, которые улавливают вибрации.
И именно дизайн этих волос вдохновил исследователя 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
Программа для молодых исследователей-исследователей поддерживает новых научных лидеров, поскольку они берут на себя непроверенные исследовательские идеи, реализуют уникальное сотрудничество и создают сеть коллег, которые разделяют их заинтересованность в повышении безопасности морской энергетической системы и улучшении благосостояния прибрежных сообществ и экосистем.
Джина недавно назвали Научный сотрудник в начале карьеры программы исследований Персидского залива Национальной академии наук, техники и медицины за исследования по 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 чувствовать 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 Лаборатория жидкостей, контроля турбулентности и возобновляемых источников энергииДжин и его исследовательская группа тестируют конструкции, вдохновленные усами, в прозрачном прямоугольном водном канале длиной 6 футов. Насос подает воду в трубку с разной скоростью, имитируя океанскую среду. Джин и два соавтора из Университета Техаса в Далласе опубликовали отчет за 2023 год. изучать в журнале Физические жидкости для проверки анализируя, как реагировали напечатанные на 3D-принтере усы тюленя, когда цель меняла скорость или направление. Исследование также было представлено в Физика журнал.
По словам Джина, датчики, чувствительные к вибрации, имеют преимущества перед традиционными технологиями подводного зондирования с использованием звуковых волн, которые могут беспокоить морскую жизнь.
Технология мониторинга суровых условий в глубоком океане имеет решающее значение для расширения морской ветроэнергетики. Большая часть энергии ветра в настоящее время вырабатывается турбинами на суше. Морская ветроэнергетика считается следующей возможностью для роста. Однако сильные штормы в глубоком океане могут быть опасны для морских турбин, которые прикреплены к дну океана с помощью кабелей и имеют «плавающие» платформы, не прикрепленные к морскому дну.
По словам Джина, датчик, который предупреждает об опасных условиях в глубоководных водах, может спасти жизни, давая техническим специалистам время добраться до безопасного места. Инженер также занимается разработкой датчиков для защиты надводных частей морских турбин, включая башню и лопасти, от повреждений ветром.
«Эти изогнутые цилиндрические формы позволяют тюленям чувствовать 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, дующий в воздухе, влияет на лопасти турбин или винтокрылых аппаратов. Ранее в этом году Джин получил премию в размере 360 000 долларов США за программу ранней карьеры от Исследовательской лаборатории 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 сломаться. Риски для морских турбин еще выше».
Джин сказал, что он присоединился к UT в Далласе в 2019 году из-за растущих программ исследования ветра в университете через Центр ветроэнергетикитакже называется UTD Wind. С тех пор, по его словам, наблюдается рост числа студентов, желающих подготовиться к карьере в ветроэнергетической отрасли.
«Чистая энергия стала одной из главных тем во всем мире», — сказал Джин. «Одним из крупнейших потенциальных источников чистой энергии является энергия ветра. В будущем больше внимания будет уделяться производству морской ветровой энергии, поскольку она может генерировать больше энергии, чем турбины на суше».
