Acción de Conmutación de un Amplificador Fluídico Bistable para Pruebas Ultrasónicas
Autores: Schweitzer, Thorge; Hörmann, Marla; Bühling, Benjamin; Bobusch, Bernhard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Acción de Conmutación de un Amplificador Fluídico Bistable para Pruebas Ultrasónicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Pruebas ultrasónicas
Materiales compuestos
Estructuras de concreto
Transductor fluidico
Comportamiento de conmutación
Simulaciones CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La prueba ultrasónica acoplada al aire se utiliza ampliamente en la industria para la prueba no destructiva de materiales compuestos. Proporciona una forma rápida y eficiente de inspeccionar grandes infraestructuras civiles de concreto en busca de daños que podrían llevar a fallos catastróficos. Debido a las grandes profundidades de penetración requeridas para las estructuras de concreto, el uso de transductores piezoeléctricos tradicionales requiere sistemas eléctricos de alta potencia. En este estudio, se investiga un nuevo transductor fluídico basado en un amplificador fluídico bistable. Experimentos previos han demostrado que la acción de conmutación del dispositivo produce una señal ultrasónica de banda ancha de alta potencia. Este estudio proporcionará una mayor comprensión del comportamiento de conmutación del interruptor fluídico. Por lo tanto, se realizaron simulaciones CFD paramétricas basadas en simulaciones RANS supersónicas compresibles, variando la presión de entrada y los perfiles de velocidad para el flujo de control. Se analizan los tiempos de conmutación con diferentes métodos, y se encontró que estos son en su mayoría independientes de la pendiente del perfil de velocidad en el puerto de control. Además, se encontró que existe una relación inversamente proporcional entre la velocidad del flujo en la garganta y el tiempo de conmutación. Los resultados concuerdan con el marco teórico establecido por estudios experimentales que se pueden encontrar en la literatura.
Descripción
La prueba ultrasónica acoplada al aire se utiliza ampliamente en la industria para la prueba no destructiva de materiales compuestos. Proporciona una forma rápida y eficiente de inspeccionar grandes infraestructuras civiles de concreto en busca de daños que podrían llevar a fallos catastróficos. Debido a las grandes profundidades de penetración requeridas para las estructuras de concreto, el uso de transductores piezoeléctricos tradicionales requiere sistemas eléctricos de alta potencia. En este estudio, se investiga un nuevo transductor fluídico basado en un amplificador fluídico bistable. Experimentos previos han demostrado que la acción de conmutación del dispositivo produce una señal ultrasónica de banda ancha de alta potencia. Este estudio proporcionará una mayor comprensión del comportamiento de conmutación del interruptor fluídico. Por lo tanto, se realizaron simulaciones CFD paramétricas basadas en simulaciones RANS supersónicas compresibles, variando la presión de entrada y los perfiles de velocidad para el flujo de control. Se analizan los tiempos de conmutación con diferentes métodos, y se encontró que estos son en su mayoría independientes de la pendiente del perfil de velocidad en el puerto de control. Además, se encontró que existe una relación inversamente proporcional entre la velocidad del flujo en la garganta y el tiempo de conmutación. Los resultados concuerdan con el marco teórico establecido por estudios experimentales que se pueden encontrar en la literatura.