THE FEATURES OF THE COMBINED RECEIVER UNIT OPERATION ABOARD UNDERWATER GLIDER

При работе приемной системы на борту движущегося носителя возникает специфическая проблема уменьшения собственных шумов носителя, уровень которых зависит от типа приемной системы и алгоритмов обработки сигналов. В настоящей работе рассматриваются особенности работы комбинированного приемника на борту подводного планера (глайдера) в собственных шумах обтекания, которые возникают при изменении горизонта позиционирования глайдера. Предложено полное описание энергетической структуры звукового поля, включающее 16 информативных параметров. В их число входят квадрат звукового давления, компоненты комплексного вектора интенсивности, компоненты вещественного ротора вектора интенсивности и квадратичные компоненты комплексного вектора градиента давления. Приводятся результаты натурного эксперимента, выполненного в мелком море, в котором глайдер, оснащенный комбинированным приемником, периодически изменял горизонт позиционирования в режиме погружение – всплытие. Анализируются в сравнительном плане уровни шумов обтекания на выходе канала звукового давления и на выходе векторных каналов при различном определении информативных параметров, характеризующих звуковое поле в скалярно-векторном описании. Приводятся оценки уровня шумов обтекания, подтверждающие преимущества комбинированного приемника в сравнении с гидрофоном при его работе в составе бортовой приемной системы в ближнем поле собственных шумов обтекания. Рассматриваются особенности работы комбинированного приемника на борту подводного планера (глайдера) в собственных шумах обтекания, которые возникают при изменении горизонта позиционирования глайдера. Анализируются в сравнительном плане уровни шумов обтекания на выходе канала звукового давления и на выходе векторных каналов при различном определении информативных параметров, характеризующих звуковое поле в скалярно-векторном описании. Приводятся результаты натурного эксперимента, подтверждающие преимущества комбинированного приемника в сравнении с гидрофоном при его работе в составе бортовой приемной системы в ближнем поле собственных шумов обтекания. While operating aboard moving carrier, the receiver system faces a specific problem of reducing self-noises of the carrier, the magnitude of which depends on the type of receiver system and algorithms of signal processing. The present work considers the features of the combined receiver unit operation aboard underwater glider in self-generated flow noises, originated when the glider positioning horizon is changed. The complete description of the energetic structure of the sound field, including 16 informative parameters, is proposed. The list of parameters includes sound pressure squared, components of the complex intensity vector, components of the real curl of an intensity vector, and quadratic components of the complex vector of the pressure gradient. The theoretical background is supported by the results of the marine trials conducted in the shallow aquatic area. In it, the underwater glider equipped with the combined receiver unit sequentially changed the positioning horizon in the “submerging-emerging” mode. The levels of flow noise on the output of the sound pressure channel and the output of the vector channel are comparatively analyzed for different determinations of informative parameters, characterizing the sound field in the scalar-vector description. The presented estimates of flow noises levels confirm the advantages of a combined receiver unit compared to a hydrophone while operating as a part of the on-board receiver system in a near field on self-generated flow noises.

МОДУЛЯЦИЯ ПОЛЯ ПОГРАНИЧНЫХ ВОЛН ВНУТРЕННИМИ ВОЛНАМИ В ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЕ ШЕЛЬФ - ГЛУБОКОЕ МОРЕ

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния внутренних волн на интерференционную структуру звукового поля, сформированного пограничными волнами Релея Шолте в переходной зоне шельф глубокое море. Это влияние проявляется в периодической модуляции частоты максимума спектральной плотности мощности на сонограммах звукового поля, зарегистрированных комбинированным приёмником, в инфразвуковом диапазоне частот, причём амплитуда модуляции пропорциональна частоте. Анализируется зависимость периода модуляции от взаимного расположения приёмных модулей, шумящего судна, формирующего звуковое поле дискретными составляющими вально лопастного звукоряда, и предполагаемого направления распространения внутренних волн. Отмечено, что наибольшее влияние внутренние волны оказывают на структуру вихревой составляющей вектора интенсивности. Ключевые слова: внутренние волны, пограничные волны, инвариант, комбинированный приёмник, сонограмма.The results of experimental studies of the influence of internal waves on the interference structure of the sound field formed by the RayleighSholte boundary waves in the transition zone of the shelf deep sea are presented. This effect is manifested in the periodic modulation of the frequency of the maximum of the power spectral density in the sonograms of the sound field recorded by the combined receiver in the infrasonic frequency range, with the modulation amplitude proportional to the frequency. The dependence of the modulation period on the relative position of the receiving modules, the noisy vessel that forms the sound field by the discrete components of the vane blade scale, and the expected direction of propagation of internal waves is analyzed. It is noted that internal waves have the greatest effect on the structure of the vortex component of the intensity vector. Keywords: internal waves, boundary waves, invariant, combined receiver (acoustic vector sensor), sonogram.

МОДУЛЯЦИЯ ПОЛЯ ПОГРАНИЧНЫХ ВОЛН ВНУТРЕННИМИ ВОЛНАМИ В ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЕ ШЕЛЬФ - ГЛУБОКОЕ МОРЕ

Приведены результаты экспериментальных исследований влияния внутренних волн на интерференционную структуру звукового поля, сформированного пограничными волнами Релея Шолте в переходной зоне шельф глубокое море. Это влияние проявляется в периодической модуляции частоты максимума спектральной плотности мощности на сонограммах звукового поля, зарегистрированных комбинированным приёмником, в инфразвуковом диапазоне частот, причём амплитуда модуляции пропорциональна частоте. Анализируется зависимость периода модуляции от взаимного расположения приёмных модулей, шумящего судна, формирующего звуковое поле дискретными составляющими вально лопастного звукоряда, и предполагаемого направления распространения внутренних волн. Отмечено, что наибольшее влияние внутренние волны оказывают на структуру вихревой составляющей вектора интенсивности.The results of experimental studies of the influence of internal waves on the interference structure of the sound field formed by the RayleighSholte boundary waves in the transition zone of the shelf deep sea are presented. This effect is manifested in the periodic modulation of the frequency of the maximum of the power spectral density in the sonograms of the sound field recorded by the combined receiver in the infrasonic frequency range, with the modulation amplitude proportional to the frequency. The dependence of the modulation period on the relative position of the receiving modules, the noisy vessel that forms the sound field by the discrete components of the vane blade scale, and the expected direction of propagation of internal waves is analyzed. It is noted that internal waves have the greatest effect on the structure of the vortex component of the intensity vector.

Fundamental Study for the Power Tower’s High Concentrated Photovoltaic/Thermal-Combined Thermal Receiver

The present study introduces fundamental aspects of a novel concentrated photovoltaics (CPV) technology. The technology is based on combining CPV/T receiver along with a solar thermal receiver. The combination is referred to as a High Concentrated Photovoltaic/Thermal - Combined receiver or HCPV/T-CT. The receiver is allocated in lieu of the conventional solar thermal receivers in the solar tower power plant schemes. The plant is designed to generate electricity and thermal energy simultaneously prior to integration with the conventional water desalination plant. The centralized generation in the CPV/T-CT receiver will remarkably simplify the complexity of the conventional solar power plants, and eliminate the piping networks’ energy losses in the CPV/T Dish tracking plants. The viability of the HCPV/T-CT power tower plant has also been investigated by; firstly, designing and simulating the plant performance using the System advisor model (SAM) software, and secondly, designing a prototype receiver and then deriving a mathematical model. The Levelised Cost Of Electricity/Energy (LCOE) was found to be 0.119 $/kWhe and 0.021 $/kWhe for electricity and energy generation, respectively, while the photovoltaic cells temperature maintained below the 90 °C.