Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí: Nghiên cứu tối ưu thiết kế một thiết bị lặn tự hành (AUV) cỡ nhỏ có bổ sung năng lượng

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu tối ưu thiết kế một thiết bị lặn tự hành (AUV) cỡ nhỏ có bổ sung năng lượng" là nghiên cứu áp dụng công cụ phần mềm trong việc phân tích thủy động cho mô hình thiết bị lặn tự hành với điều kiện biên xác định để lựa chọn hình dáng thiết bị lặn có bổ sung năng lượng mặt trời; Thiết kế chế tạo một thiết bị lặn tự hành mới cỡ nhở có bổ sung năng lượng mặt trời nhằm tăng thời gian hoạt động của thiết bị lặn mà không phải thu hồi để nạp năng lượng. Thử nghiệm ngoài thực tế đánh giá khả năng thu năng lượng mặt trời của thiết bị lặn được chế tạo...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Cơ khí: Nghiên cứu tối ưu thiết kế một thiết bị lặn tự hành (AUV) cỡ nhỏ có bổ sung năng lượng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Văn TuấnNGHIÊN CỨU TỐI ƯU THIẾT KẾ MỘT THIẾT BỊ LẶN TỰ HÀNH (AUV) CỠ NHỎ CÓ BỔ SUNG NĂNG LƯỢNG Ngành: Kỹ thuật cơ khí Mã số: 9520103 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2022 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. Đinh Văn Phong TS. Nguyễn Chí Hưng Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩcấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ………Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tàiThiết bị lặn tự hành (AUV) là một thiết bị hoạt động tự động trong môitrường nước. Đây là một thiết bị chuyên dụng trong các lĩnh vực như:nghiên cứu khoa học biển, hàng hải, khảo sát đại dương, thám hiểm,kinh tế biển, dầu khí, an ninh quốc phòng và trong công tác cứu hộ cứunạn. Có thể nói AUV là một thiết bị rất hữu dụng trong các công việctrên biển, đặc biệt những vùng nước sâu, xa bờ, những vùng nước ônhiễm. Vì vậy, AUV đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu phát triểntrên thế giới [1]. Trong ngành dầu khí, các thiết bị lặn được sử dụng đểlàm những công việc như kiểm tra các giàn khoan và đường ống dẫnkhí, dẫn dầu. Trong ngành viễn thông, thiết bị lặn được sử dụng để khảosát đáy biển trước khi đặt cáp trong lòng biển, kiểm tra hiện trạng cáptruyền. Trong quân sự, thiết bị lặn được sử dụng tìm kiếm và tháo gỡthủy lôi, mìn, do thám hoặc phối hợp cùng con người trong việc tácchiến dưới nước, kiểm tra các cấu trúc dưới nước, cũng như phần lớnđược sử dụng trong ngành khai thác mỏ và dầu khí [3]. Thiết bị lặn cònlà các thiết bị quan trọng trong công tác cứu hộ các tàu thuyền gặp nạntrên biển. Trong lĩnh vực giao thông vận tải thiết bị lặn được dùng trongcông tác khảo sát trước, sau khi thi công các công trình giao thông dướisông hồ, biển. Trong thám hiểm và nghiên cứu biển, thiết bị lặn tự hànhđược sử dụng để khảo sát địa hình dưới đáy biển, rò rỉ của các đườngống dẫn khí dưới biển, theo dõi việc sinh sản của các loài cá,… Trongngành môi trường AUV được sử dụng để giám sát môi trường biển, đođạc các thông số môi trường, ....[2], [3]. Như vậy có thể thấy AUV đượcsử dụng trong rất nhiều các lĩnh vực khác nhau. Do đây là một thiết bịlặn tự hành nên nguồn năng lượng cung cấp cho thiết bị luôn là một bàitoán cần được giải quyết. Nguồn năng lượng quyết định phạm vi hoạtđộng của AUV, thời gian hoạt động càng lâu thì khả năng công tác củaAUV càng lớn, thực hiện được càng nhiều các nhiệm vụ đặt ra. Ngày càng có nhiều công nghệ pin với năng lượng dự trữ cao, đỡtốn kém, dễ sử dụng và có thể sạc lại nhiều lần. Tuy nhiên việc lựa chọnmột nguồn năng lượng phù hợp, đạt hiệu quả cao luôn là bài toán đượcquan tâm của hầu hết các nhà nghiên cứu về AUV. Đặc biệt là các loạiAUV cỡ nhỏ, phục vụ cho các công tác nghiên cứu, giám sát, khảo sát,đo đạc vùng ven bờ. Do đó tìm được nguồn năng lượng bổ sung cho 1AUV trong quá trình hoạt động mà không cần phải thu hồi lại để sạc làcần thiết. Bên cạnh bài toán năng lượng thì việc điều khiển thiết bị lặn AUVđảm bảo tọa độ vị trí, độ sâu lặn cũng luôn là bài toán gặp không ít khókhăn. Do môi trường làm việc của phương tiện hàng hải nói chung củaAUV nói riêng là luôn biến đổi, phức tạp và không có cấu trúc rõ ràng,điều này dẫn đến xuất hiện nhiễu không dự báo được đối với hệ thốngđiều khiển, ví dụ như dòng chảy đại dương, sóng, xáo trộn xung quanhthân AUV do hệ thống đẩy, choán nước của thân gây ra. Do đó đưa rađược một giải pháp điều khiển, phù hợp với từng mô hình AUV cũngrất quan trọng giúp thiết bị hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêucầu đặt ra. Hơn nữa Việt Nam có lượng bức xạ mặt trời rất lớn với số giờnắng từ 1400 – 2600 giờ/năm. Những số liệu quan trắc của các trạm chothấy, năng lượng bức xạ trung bình trên cả nước mỗi ngày từ 3,3 – 5,7kWh/m2. Tiềm năng sử dụng năng lượng ở hầu khắp mọi vùng trong cảnước là rất cao. Do đó việc nghiên cứu thiết bị lặn tự hành có bổ sungnăng lượng là cần thiết và phù hợp với điều kiện tại Việt Nam. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu áp dụng công cụ phần mềm trong việc phân tích thủyđộng cho mô hình thiết bị lặn tự hành với điều kiện biên xác định đểlựa chọn hình dáng thiết bị lặn có bổ sung năng lượng mặt trời. - Thiết kế chế tạo một thiết bị lặn tự hành mới cỡ nhở có bổ sungnăng lượng mặt trời nhằm tăng thời gian hoạt động của thiết bị lặn màkhông ...