عنوان مقاله:
Energy regeneration of active pendulum system in tall buildings subjected to wind and seismic loads
در دنیای امروز بهینهسازی و کنترل مصرف انرژی از اولویتهای اصلی تحقیقاتی میباشد. دلایل این امر را میتوان در تغییرات آب و هوایی کره زمین و همچنین آلودگیهای ناشی از تولید و مصرف انرژیهای ناپاک در صنایع و منازل مسکونی جستجو کرد. در این راستا بسیاری از کشورها در حال وضع قوانین سختگیرانهای هستند. به عنوان مثال اکثر کشورهای اروپایی و آمریکای شمالی فروش خودروهای با سوخت فسیلی را تا سال ۲۰۳۵ میلادی ممنوع خواهند کرد. همچنین بازیافت انرژی یکی از راههای موثر در کاهش مصرف انرژی میباشد.
در این تحقیق که توسط دکتر مهدی سلیمانی، عضو هیات علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه اراک، با همکاری مهندس محمد علی بلادی پور دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته مکاترونیک، و همچنین آقایان دکتر امیرحسین ابوالمعصومی و دکتر مزدک عبادی اعضای هیات علمی گروه مهندسی برق صورت گرفته است، ایده بازیافت انرژی سیستم آونگ فعال برای اولین بار ارائه گردید. سیستم آونگ فعال یکی از سیستمهای کنترل فعال سازهای است که از آن برای کنترل و کاهش ارتعاشات سازههای بلند در برابر نیروی باد و زلزله استفاده میشود. منظور از کنترل فعال نوعی از کنترل است که در آن برای دستیابی به هدف کنترلی انرژی صرف میشود. در نوع غیر فعال این سیستم که برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ در ساختمان تایپه ۱۰۱ که در آن سال بلندترین ساختمان جهان بود از یک آونگ بسیار سنگین در نقش جاذب ارتعاشی سازه استفاده میشود. لیکن در سیستم غیر فعال امکان تغییر مشخصات سیستم به منظور تطبیق آن با مودهای سازهای و همچنین مقابله موثر با تحریکات سازهای مختلف وجود ندارد. در نوع فعال این سیستم امکان اعمال گشتاور عکسالعملی به سازه از طریق اعمال یک گشتاور کنترلشده به آونگ وجود دارد. این امر البته مستلزم صرف انرژی بسیار بالایی است. تامین انرژی سیستم در کوتاه مدت در موقع بروز تند باد و زلزله و تند بادهای شدید که شبکه برق قطع میشود و تامین بلند مدت آن در سازههای بلند که در معرض دایمی نیروی باد قرار دارند یکی از چالشهای اصلی در اینگونه از سیستمها است. در این تحقیق روشی موثر برای بازیافت انرژی سیستم پاندول فعال به منظور کاهش انرژی مصرفی ارائه شده است. شکل زیر این روش را به طور خلاصه توصیف میکند.
نوآوریهای تحقیق به شرح زیر است:
- ایده بازیافت انرژی سیستم آونگ فعال برای اولین بار ارائه گردید.
- یک سیستم ترکیبی غیرفعال-فعال به منظور جذب حداکثری انرژی در شرایط مختلف پیشنهاد شد.
- تمامی اجزای سیستم بازیافت انرژی مدل و کنترلکنندههای مرتبط ارائه گردید.
- یک نمونه آزمایشگاهی از مجموعه ساخته شد و سیستمهای کنترلی بر روی آن پیادهسازی شد.
- عملکرد سیستم پیشنهادی با تست مجموعه بر روی میز شبیهساز زلزله دانشگاه اراک (لرزا) بررسی و صحهگذاری گردید.
شایان ذکر است نتایج این تحقیق در مجله معتبر Applied Energy از انتشارات Elsevier با ضریب تاثیر 11.4 در سال 2022 به چاپ رسیده است و از لینک زیر قابل دسترسی است.
http://لینک مقاله: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261922014635