Bumpy hvalvinter satt til å utløse en revolusjon i aerodynamikk

Vitenskap

Loz Blain

21. mars 2008

4 bilder

21. mars 2008 Det ser ut til tross for menneskets endeløse oppfinnsomhet og den utrolige modelleringskraften som er tilgjengelig for oppfinnere gjennom CAD-systemer, vi fortsetter å se på naturen for å finne stadig mer effektive måter å gjøre ting på. Millioner av evolusjonens tilnærmingsmåte har resultert i noen utrolig effektive design som er klare til å bli innlemmet i menneskelige konstruksjoner hvis vi bare kan identifisere, forstå og replikere dem. De tilfeldige utjevningene på pukkelhvalens flippere har nettopp inspirert et gjennombrudd i aerodynamisk design som ser ut til å dramatisk øke effektiviteten og ytelsen til vindturbiner, vifter, flippers og jevnvinger og fløyer. WhalePowers tuberkelteknologi virker som ingenting mindre enn en revolusjon i væskedynamikk.

Pukkelhvalen kan veie så mye som 13 Hummer SUVer - og dets uventede nivåer av smidighet i vannet har forvirret forskere i mange år. Dr. Frank E. Fish (tro det eller ikke) blar gjennom en gavebutikk, da han la merke til en gruppe små støt på fremkanten av finnene til en pukkelhvalestatus. Tenker det en feil fra skulptøren, kommenterte han at støtene syntes å ligge på feil side av finen, og begynte et argument som til slutt ville føre ham til å oppdage en helt ny måte å se på rollefinner og vinger i væskedynamikken .

Nåværende teori vil angi at forkant av en fin, vifte eller turbinblad burde være helt rett og jevn for best mulig effekt - et faktum som har blitt tatt for gitt i flere tiår. Men jo mer fisk studerte de oddste leddene, eller Tubercles, desto mer ble det tydelig at evolusjonens arbeid på finen var langt foran menneskets beste innsats. Luftfiltre utstyrt med tubercle-støt viste mye høyere løfteeffektivitet og større stallmotstand enn identiske løfterør uten dem. Turbiner utstyrt med tubercles til de fremre kanter av hvert blad er i stand til å produsere mer kraft ved lave fluidhastigheter, er roligere og utfører mye bedre i turbulente væskestrømmer.

Det ser ut til at støtene har effekten av å kanalisere luft inn i mindre områder av bladet, noe som resulterer i høyere vindhastighet gjennom kanalene og en rekke roterende luftstrømmer på toppen av bladet som øker løftet. Videre eliminerer støtene luftens tendens til å løpe ned langs kanten av bladet og flyr av ved spissen, noe som forårsaker støy, ustabilitet og tap av effektivitet. Faktisk er "støt" sannsynligvis feil ord som disse ikke er små fremspring - for eksempel på et verktøyskala (50 meter) blad, vil hver tuberkel være omtrent på størrelse med en VW-bille.

Etter å ha oppdaget Tubercle-effekten jobbet Fish med Phil Watts for å oppfinne og patentere en ny type forkanten for flyblad og hydrofoils. WhalePower ble deretter dannet i samarbeid med Stephen Dewar med sikte på å anvende disse designene på alle typer turbiner, pumper, kompressorer eller vifter.

Vindkraftgenereringsturbiner står for å få stor grad av funnene; fordi de kan brukes i større tonehøyde med mye mindre slitasje og mye mindre tilbøyelighet til å stanse, tillater de turbiner å fortsette å generere kraft ved vindhastigheter som er altfor sakte for tradisjonelt formede turbiner for å operere trygt. Viktig for turbinmarkedet, tuberkler kan ettermonteres til forkant av konvensjonelle blader. Virkelig verdensprestasjon viser seg veldig imponerende, og fører flere store vindmølleprodusenter til å søke ettermonteringssett for deres eksisterende design.

Teknologien er i de tidlige stadiene av kommersialisering av WhalePower, som i utgangspunktet fokuserer hovedsakelig på vindturbinmarkedet som et middel til å etablere seg. For tiden er Tubercle Technology lisensiert til produsenter som Canada's Envira-North som vil bringe ut de første store fansen (24 fot i diameter) i april i år. Endelig R & D-testing ved Wind Energy Institute of Canada (WEICan) skal også finne sted og forhandlinger pågår med en rekke produsenter som gjør alt fra hovercraft-fans til de små fans som holder bærbare datamaskiner kjølige.

Mens selskapet ikke forventer at det er lett å bryte inn i markedet, er co-grunnleggeren av WhalePower Stephen Dewar sikker på at de kommersielle fordelene ved teknologien vil være så lett tilsynelatende at vi snart vil se humpete fremre kanter på en utvalg av husholdningsvarer og kommersielle varer.

"Hvis vi har det vi tror vi har, så er omfanget av applikasjoner svimlende, " sa dewar i et intervju med stjernen "jeg er ærlig redd for å gjøre krav på dette punktet Resultatene er så gode at vi vet at alle som vet noe om aerodynamikk, vil tro at vi salter gullmynten. "

Vi gleder oss til å oppdage hvordan denne naturinnspillte teknologien står opp som et kommersielt produkt, og ser at applikasjoner diversifiserer etter hvert som det modnes.

Tubercle Technology - en revolusjon innen aerodynamikk

12 fot lange blader installeres på Envira-Nords store 24-fots ventilasjonsvifte test seng

WhalePower: 10 meter prototype turbinblad

Anbefalt Redaksjonens