Fluent应用：世界上最小的“水力发电厂”BlueFreedom移动电源

2016-09-21  by:CAE仿真在线  来源:互联网

对于户外爱好者来说,手机没电可能是最大的烦恼之一,不管是户外骑行、远足还是露营,移动电源都成为了标配设备。可是如果移动电源也没电了呢?一些厂商打出了太阳能的噱头,推出了太阳能充电的移动电源,但是其充电速度远远跟不上手机的放电速度,实际使用体验难以使人满意。
  而这款在众筹平台Kickstarter上亮相的Blue Freedom,可以说是世界上最小最轻的“水力发电厂”。壳体外径仅有20厘米,高度仅有5厘米,单人就能够随身携带。将它放在一定速度的水流当中,它就能够将水的机械能转化为电能,并且储存在自带的电池内,相当于一个可以用水力发电的移动电源。相对于户外火力发电设备,Blue Freedom更加环保,它在流动水中1小时转化的电量,就能够支撑通常智能手机10小时续航。
  像所有移动电源一样,Blue Freedom提供了USB接口,所以支持向大部分数码设备充电,包括智能手机、平板电脑、数码相机、MP3播放器、导航设备等,一个1A和一个2A的USB输出口可以同时为2台设备快速供电。结构方面,Blue Freedom包括涡轮、电池、壳体、驱动轴等部分。工作时,涡轮伸入水中,受水流冲刷而旋转,继而带动驱动轴转动,驱动轴另一端的发电机再将机械能转化为电能储存在内部的锂聚合物电池当中,电池容量为5000mAh,足以充满大部分智能手机。Blue Freedom的发电机功率为5W,输出电压为5V,最长工作时间为4小时,所以需要注意不可长时间连续使用。
  Blue Freedom为户外而设计,所以在严苛的环境下也能正常工作,工作最高海拔为5000米,温度范围为5摄氏度到40摄氏度,湿度范围则是5%到95%。现在Blue Freedom在美国众筹网站Kickstarter上筹资,最低199美元可以获得一个成品。

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6DOF UDF说明

在FLUENT中利用6DOF是需要定义UDF宏的。该宏的定义形式如下:

DEFINE_SDOF_PROPERTIES(name, properties, dt ,time ,dtime)

函数中:

Name:宏名称

Real *properties:存储6DOF属性的数组

Dynamic_Thread *dt:存储制定的动网格属性

Real time:当前时间

Real dtime:时间步长

该UDF宏没有返回值。用户需要定义的变变量为name、properties、dt、dtime。

在利用该UDF宏的过程中,需要注意的是properties数组,其包含多种属性:

SDOF_MASS //质量,定义方式如properties[SDOF_MASS]=7.0定义质量7kg

SDOF_IXX,SDOF_IYY,SOF_IZZ,//X、Y、Z方向惯性矩

SDOF_IXY,SDOF_IXZ,SDOF_IYZ,//惯性积

SDOF_LOAD_LOCAL,//布尔值,FALSE为全局坐标系,TRUE为体坐标系(局部坐标系),默认为FALSE

SDOF_LOAD_F_X,SDOF_LOAD_F_Y,SDOF_LOAD_F_Z,//X,Y,Z方向外力

SDOF_LOAD_M_X,SDOF_LOAD_M_Y,SDOF_LOAD_M_Z,//分别为X,Y,Z方向外力矩

SDOF_ZERO_TRANS_X,SDOF_ZERO_TRANS_Y,SDOF_ZERO_TRANS_Z,//布尔值,TRUE表示该方向位移为0,默认为FALSE

SDOF_ZERO_ROT_X,SDOF_ZERO_ROT_Y,SDOF_ZERO_ROT_Z,//布尔值,TRUE表示该方向旋转自由度为0,默认值为FALSE

SDOF_SYMMETRY_X,SDOF_SYMMETRY_Y,SDOF_SYMMETRY_Z,//指定半模型的对称轴法向向量。在半模型运动时使用。

上面的变换变量可以应付绝大多数问题,然而在FLUENT中,用户还可以自定义变换变量,这也是通过6DOF属性变量实现,这些变量包括:

SDOF_CUSTOM_TRANS,//布尔值,TRUE表示使用自定义变换变量,FALUSE表示不使用

SDOF_CTRANS_11,SDOF_CTRANS_12,SDOF_CTRANS_13,SDOF_CTRANS_21,SDOF_CTRANS_22,SDOF_CTRANS_23,SDOF_CTRANS_31,SDOF_CTRANS_32,SDOF_CTRANS_33,//坐标旋转变量

SDOF_DTRANS_11,SDOF_DTRANS_12,SDOF_DTRANS_13,SDOF_DTRANS_21,SDOF_DTRANS_22,SDOF_DTRANS_23,SDOF_DTRANS_31,SDOF_DTRANS_32,SDOF_DTRANS_33,//衍生旋转矩阵

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