تحلیل عددی بهینه سازی هندسی جاذب موج نقطه ای برای طیف امواج دریاهای ایران

یکی از مهمترین مباحث چالش برانگیز مهندسی در عرصه انرژی های تجدیدپذیر طراحی سیستم های جاذب انرژی امواج دریا می باشد. انواع سیستم های مبدل انرژی امواج در کشورهای پیشرفته صنعتی ابداع و در مواردی در دریا راه اندازی شده اند. با این حال بهینه سازی این سیستم ها همچنان موضوعی نوپاست که بهینه سازی عملکرد هندسی و پاسخ جاذب موج نقطه ای بر راندمان برای طیف امواج دریاهای ایران از اهداف این تحقیق بوده است. در این رویکرد به جهت نیل به هدف تحلیل هیدرودینامیک بر اساس تئوری تفرق و با بکارگیری نرم افزار ANSYS AQWA مبتنی بر تحلیل المان مرزی شبیه سازی گردیده است. شبیه سازی و تحلیل در حوزه فرکانس و زمان، اثر هندسه بر میزان راندمان جاذب موج نقطه ای مورد بررسی قرار گرفته و با بهینه کردن دو پارامتر هندسه و قطر بخش شناور، راندمان جاذب نقطه ای را ارتقا یافته و در نهایت بهینه ترین هندسه و آبخور تعیین گردیده است. نتایج حاکی از این است که پاسخ حرکت شناور جاذب انرژی نقطه ای تغییرات قابل توجهی با تغییر پارامترهای هندسی دارد. بطوریکه به ازای شرایطی که میزان آبخور هندسه های استوانه ای و قطر بویه برابر فرض شده است، مدلهای مورد مطالعه در حالت رزونانس بیشترین بازدهی را می دهد. هندسه سیلندر عمودی با نیمکره متصل به پایه بیشترین خروجی انرژی را در زمان رزونانس دارد در نتیجه مناسب ترین هندسه برای این مبدل می باشد و از جرم افزوده بیشتر و ضریب هیدرودینامیکی کمتری برخوردار می باشد. در قطر بهینه حداکثر نیروی موج جذب کرده و اثرات تفرق آن را کاهش و توان خروجی سیستم، حداکثر شده است. جاذب موج نقطه ای سیلندر عمودی با نیمکره متصل به پایه آن است با قطر بهینه 8 متر و نسبت آبخور به قطر 2,5 بهترین عملکرد مطلوب را در راندمان و حداکثر پاسخ هیو دارا می باشد که این مبدل در رزونانس بیشترین راندمان را دارد.

Keywords:

تحلیل در حوزه زمان , تئوری تفرق , پاسخ دینامیکی , جاذب موج نقطه ای , طیف امواج , توان خروجی سیستم