کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5470995 1519386 2017 33 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modeling and dynamics of a two-line kite
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی و پویایی یک کایت دو خط
ترجمه چکیده
یک مدل ریاضی از بادبادک متصل به زمین توسط دو تیریر مستقیم از طول های مختلف ارائه شده است و مورد استفاده برای مطالعه نیروی کششی ناشی از بادبادک پرواز در شرایط متقاطع باد است. معادلات حرکت با استفاده از یک فرمول لاگرانژ بدست می آید که یک سیستم مرتبه پایین معادلات دیفرانسیل معمولی را بدون نیروهای محدود فراهم می کند. دو پارامتر برای تجزیه و تحلیل انتخاب شده اند. اولین پارامتر سرعت باد است. پارامتر دوم یکی از مشتقات پایدار مدل آیرودینامیکی است: پاسخ رول به زاویه ی طرفدار، که همچنین به عنوان دوبعدی موثر شناخته می شود. این پارامتر به طور قابل توجهی دینامیک جانبی جانبی را تحت تاثیر قرار می دهد. یافته شده است که هنگامی که دیفیج موثر زیر آستانه معینی است، بادبادک به دنبال مسیرهای دوره ای پایدار است و به طور طبیعی در شرایط متقاطع باد پرواز می کند و موجب ایجاد تنش زیاد در هر دو طرف می شود. این نتیجه نشان می دهد که سیستم های نیروی محرکه مبتنی بر بادبادک می توانند بدون کنترل طول کمربند کار کنند، اگر طراحی کیت، از جمله زوایای دیفرانسیل و زاویه، به درستی انجام شود. اگر هر دو طول طاق در فاز و دوره ای متفاوت باشند، دینامیک کیت می تواند بسیار پیچیده باشد. مسیرها برای هر مقادیر دیفرانسیل موثر زیر آستانه منفی مشخص، هرج و مرج و متناوب هستند. مشخص شده است که اگر پارامترهای مدل به خوبی انتخاب شوند، تنش های تسمه می تواند بسیار مشابه و بدون مدولاسیون طول ترد باشد. استفاده از مدل برای کاربردهای کشف خالص بادبادک مورد بحث قرار گرفته است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
چکیده انگلیسی
A mathematical model of a kite connected to the ground by two straight tethers of varying lengths is presented and used to study the traction force generated by kites flying in cross-wind conditions. The equations of motion are obtained by using a Lagrangian formulation, which yields a low-order system of ordinary differential equations free of constraint forces. Two parameters are chosen for the analysis. The first parameter is the wind velocity. The second parameter is one of the stability derivatives of the aerodynamic model: the roll response to the sideslip angle, known also as effective dihedral. This parameter affects significantly the lateral dynamics of the kite. It has been found that when the effective dihedral is below a certain threshold, the kite follows stable periodic trajectories, and naturally flies in cross-wind conditions while generating a high tension along both tethers. This result indicates that kite-based propulsion systems could operate without controlling tether lengths if kite design, including the dihedral and sweep angles, is done appropriately. If both tether lengths are varied out-of-phase and periodically, then kite dynamics can be very complex. The trajectories are chaotic and intermittent for values of the effective dihedral below a certain negative threshold. It is found that tether tensions can be very similar with and without tether length modulation if the parameters of the model are well-chosen. The use of the model for pure traction applications of kites is discussed.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Mathematical Modelling - Volume 47, July 2017, Pages 473-486
نویسندگان
, , ,