تحلیل عملکرد و بررسی نیروهای وارد بر مبدل انرژی امواج دریا بر مبنای ستون نوسانی آب تحت اثر موج منظم به روش عددی

در این پژوهش یک مبدل انرژی امواج بر پایه ی ستون نوسانی آب با استفاده از روش عددی شبیه سازی شده است. معادلات متوسط گیری شده ی ناویر-استوکس با بکارگیری روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و استفاده از کد متن باز اوپن فوم حل شده است. حلگر مناسب برای در نظر گرفتن اثرات سطح آزاد و همچنین اثرات آشفتگی جریان بر حل مسئله انتخاب شده است. صحت سنجی حل عددی بر مبنای نتایج آزمایشگاهی معتبر و برای مسئله ی دوبعدی انجام گرفته است. مواردی نظیر تغییرات سطح آزاد آب داخل مبدل، مقدار فشار و همچنین بازده ی مبدل ارائه شده و اثرات شرایط امواج منتشر شده در تانک عددی بر عملکرد هیدرودینامیکی این مبدل مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نیروهای وارد بر مبدل در شرایط مختلف ارائه شده و می تواند در طراحی مبدل بعنوان یک سازه ی ساحلی به کار گرفته شود. استفاده از روش حاضر و تولید موج منظم در تانک عددی و شبیه سازی دقیق رفتار هیدرودینامی مبدل و بررسی جزئیات دقیق جریان سیال که در تحلیل تجربی قابل ارزیابی نمی باشد، باعث ارائه ی یک راه حل دقیق و مناسب برای دستیابی به بهترین ابعاد و جانمائی این مبدل در شرایط واقعی دریا می گردد. نتایج دقیق شبیه سازی عددی در مقابل داده های تجربی موجود و امکان تحلیل دقیق جزئیات جریان در مقابل پژوهش های آزمایشگاهی از نقاط برجسته ی این مطالعه می باشد.

Keywords:

مبدل انرژی امواج , ستون نوسانی آب , انرژی تجدید پذیر , دینامیک سیالات محاسباتی