آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرودینامیک و پیش‌رانش دریایی تاسیس شد

با توجه به فعالیت‌های مؤثر سال‌های گذشته، شامل اجرای پروژه‌های ملی و منطقه‌ای، چاپ و ارائه‌ی مقالات علمی و کاربردی در مجلات، کنفرانس‌ها و همایش‌های معتبر و نیز تربیت دانشجویان موفق دوران کارشناسی و تحصیلات تکمیلی مرتبط، از سال 1394، گروه پژوهشی مصوب وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تحت عنوان انرژی‌های دریا پایه شروع به فعالیت کرده است. ازجمله حوزه‌های تحقیقاتی آن شامل؛ انرژی‌های دریاپایه، شناورهای تندرو و پیش‌رانش است.

روزبه شفقت عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی بابل در خصوص انرژی‌های درپایه گفت: اهداف تحقیقاتی آزمایشگاه در بخش انرژی‌های دریاپایه به دو قسمت انرژی امواج دریا و انرژی باد معطوف شده است. در بخش انرژی امواج دریا، طراحی و ساخت مبدل‌های انرژی امواج دریا که انرژی امواج را استخراج نموده و آن را به برق تبدیل می‌کنند، در دستور کار قرارگرفته است. در بخش انرژی باد نیز ساخت و تحقیق بر روی توربین‌های بادی عمودی و توربین‌های بادی شناور در دریا، موردتوجه قرارگرفته است. همچنین قابلیت دیگر این گروه، انجام شبیه‌سازی‌های عددی جهت پیش‌بینی فعل‌وانفعال جسم شناور و امواج دریا و همچنین بهینه‌سازی عدد سازه‌های شناور است.

این فعال حوزه فناور با اشاره به ویژگی بارز مبدل انرژی موج بیان کرد: مبدل درون پوسته‌ای جهت آب‌بندی کامل آن قرار داده‌شده و شامل پاندول و سیستم انتقال قدرت هست. حرکتی که در مبدل حائز اهمیت است، حرکت پیچ (چرخش حول محور عمود بر پاندول) است. حرکت پیچ مبدل، باعث به حرکت درآمدن پاندول‌ها شده و این حرکت پاندول‌ها توسط سیستم انتقال قدرت به ژنراتور منتقل می‌شود. از چرخش ژنراتور، برق تولید می‌گردد. تست سامانه در کلیه حالات ممکن امواج تولیدی در استخر تست انجام شد، که نشان از عملکرد و تولید برق مناسب آن در محدوده امواج دریای مازندران داشت.

وی گفت: با توجه به پروژه‌های انجام‌شده در گروه پژوهشی انرژی‌های دریاپایه دانشگاه صنعتی نوشیروانی دانشگاه بابل، توانایی شبیه‌سازی عددی در موارد زیر وجود دارد. همچنین قابل‌ذکر است با توجه به تجربیات موجود و توانایی افراد زبده پرورش‌یافته در این گروه تحقیقاتی، امکان انجام موارد جدید با توجه به نیاز تعریف‌شده وجود دارد.

این فعال حوزه فناور با بیان اینکه استفاده و تولید برق از انرژی باد در خشکی، نسبت به انرژی باد فراساحل بسیار بیشتری است اظهار کرد: نصب توربین‌های باد در دریا و استحصال انرژی از آن، به‌صورت روزافزون اهمیت یافته است. کاربرد توربین‌های بادی ثابت در آب‌های عمیق‌تر که دارای باد قوی‌تر و همچنین پایدارتری هستند، گسترش‌یافته است. علاوه بر این به دلیل کاربرد و راندمان اقتصادی بهتر توربین‌های بادی با پره‌هایی با ابعاد بزرگ‌تر، نیاز به حرکت به سمت آب‌های عمیق‌تر بسیار مشهود است.

وی ادامه داد: مدل آزمایشگاهی ساخته‌شده با مقیاس 1:50 نسبت به نمونه اصلی توربین بادی شناور طراحی‌شده، ساخته‌شده است. قسمت‌های اصلی توربین عبارت‌اند از: برج، قسمت بویانسی، پره و موتور که در بالای توربین جای گرفته است. جنس بدنه (جنس و قسمت بویانسی) از فولاد و جنس پره از چوب است. همچنین از سه مهار برای جلوگیری از انحراف مدل استفاده‌شده است.

شفقت با اشاره به ویژگیهای بارز توربین باد محور عمودی گفت: توربین بادی عمودی ساخته‌شده دارای روتور از نوع بچ به ارتفاع روتور 1/8 متر و طول و عرض آن 0/55 متر است. بر اساس طراحی و محاسبات انجام‌شده پیش‌بینی می‌شود که این توربین پس از تکمیل قسمت انتقال توانان، قابلیت استخراج توان 100 وات را د سرعت باد 10 متر بر ثانیه داشته باشد.

وی ادامه داد: ازجمله مزایای این توربین می‌توان به مستقل بودن از جهت وزش باد، حمل‌ونقل و نصب نسبتاً آسان، تعمیر و نگه‌داری آسان، کارکردن در ارتفاع نسبتاً کم و سروصدای ناچیز اشاره کرد.

عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی بابل گفت: شناورهای تندرو معمولاً در کلاس وزنی 50 تا 400 تن ساخته‌شده و بیشینه سرعت آن‌ها بین 45 تا 120 کیلومتر بر ساعت است. با توجه به تجربیات گسترده در این آزمایشگاه، کارهای پژوهشی بر روی شناورهای کلاس وزنی کمتر از 30 تن متمرکزشده است. 

وی افزود: ازجمله زمینه‌های پژوهشی در حوزه شناورهای تندرو؛ کاهش درگ، دریامانی، مانور پذیری و پروانه‌ها است.

شفقت با اشاره به اینکه تست سامانه‌های ساخته‌شده در آزمایشگاه و همچنین جهت مشاهده و اطمینان از عملکرد آن‌ها، استخر تستی باقابلیت بالا در این آزمایشگاه طراحی و ساخته‌شده است گفت: ابعاد این استخر 11 متر است. جهت پوشش کلیه امواج دریای مازندران، موج ساز استخر، امکان تولید موج در محدوده وسیعی از ارتفاع (1 تا 28 سانتی‌متر) و دوره تناوب موج (1 تا 6 ثانیه) را دارد.

وی گفت: تست‌های مختلفی از قبیل تست عملکرد مبدل انرژی امواج و توربین باد شناور، تست مدل‌های شناورهای سطحی و زیرسطحی، بررسی حرکت شناورها و تست مانوردهی و بررسی اصول هیدرودینامیکی و هیدرواستاتیکی سازه‌های دریایی در این آزمایشگاه قابل انجام است.

این فعال حوزه فناوری با تاکید بر اهمیت انجام آزمایش مدل به منظور بررسی پدیده‌های هیدرودینامیکی، گفت: یکی از مهم‌ترین دستگاه‌ها برای انجام آزمایش‌های تجربی، تونل آب یا تونل کاویتاسیون است که امروزه به‌عنوان یک ابزار بسیار کارآمد و مفید مورداستفاده قرار می‌گیرد. تونل آب دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل از نوع تونل آب سطح آزاد است.

وی گفت: تست پروانه مغروق و نیمه مغروق، تحقیقات بر روی اصول کاویتاسیون و تحقیقات بر روی نیروهای هیدرودینامیکی وارده بر شناورهای سطحی و زیرسطحی از اقدامات قابل انجام در تونل آب سطح آزاد این آزمایشگاه است.

شفقت در پایان گفت: طی مدت‌زمان اندک از تأسیس، این آزمایشگاه شاهد افتخارات درخور توجهی توسط تیم‌های دانشجویی آزمایشگاه در مسابقات علمی کشوری بوده است که از آن جمله می‌توان به کسب رتبه اول کشور برای طراحی و ساخت شناور تندرو هوشمند اورنج و هم‌چنین کسب رتبه اول کشور برای طراحی و ساخت زیردریایی مدل کنترل از راه دور چکاب اشاره کرد.