漂浮垃圾收集装置造涡构件水动力性能研究

漂浮垃圾收集装置主要应用于湖泊、近海海域以及池塘鱼塘,但对于漂浮垃圾收集装置的收集原理需进一步研究.文中自主设计了一种小型螺旋桨作为漂浮垃圾收集装置的造涡构件,通过产生的吸力进行水上垃圾收集.采用ANSYS中的FLUENT计算模块对增加外管架的造涡构件以及单独造涡构件进行水动力性能分析.结果表明:该造涡构件在转速为20 r/s的情况下,当入口流速为10 m/s时,造涡构件水动力性能最优.

涡吸式漂浮垃圾收集器的设计与排水性能分析

水域漂浮垃圾污染治理,是水域生态建设的重要方面。水上漂浮垃圾收集器可通过负压产生吸力自主收集水面漂浮垃圾。目前漂浮垃圾收集器的负压产生方式由水泵排水产生,介绍了一种自主研发的基于漩涡吸力与螺旋桨排水现象,以及伯努利定常流定理的涡吸式收集器,利用CFD仿真对收集器处于不同水流状态下的排水能力进行模拟分析,并通过室内水池漂浮物收集实验进行了补充验证。结果表明:涡吸式收集器在0~2.5 m/s的流速以及在-10°~10°的水流入射夹角范围内,其排水效率均高于泵压式收集器,但在水流入射角度在-15°和15°情况下,涡吸式收集器受模型规格限制,无法正常工作。进一步通过室内水池漂浮物收集实验,验证了涡吸式收集器可快速完成收集,适用性良好。

一种水面漂浮垃圾的智能收集系统

针对目前日益凸显的水域环境问题,设计出一种水面漂浮垃圾收集机器人系统。该系统能自主完成三项主要任务,即巡航与探测、跟踪与操纵及抓取与收集。为了准确实时检测垃圾,在提出的浮动垃圾数据集上训练了广泛应用于高速、高精度对象检测领域的YOLOv3网络;为了提高抗干扰能力,提出了一种基于滑模控制器的控制律,用于基于视觉的转向。此外,受浮瓶在流体中的稳定性的启发,探讨一种可行的抓取策略应用于智能收集系统。