مطالعه عددی رفتار یک مبدل انرژی موج کروی غوطه ور تحت تاثیر امواج غیر خطی

استفاده از انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی دریا یکی از مباحث اصلی و کلیدی در اقتصاد دریاپایه می باشد. یکی از تجهیزات کلیدی در مبانی انرژی های تجدیدپذیر و خصوصا انرژی دریا، مبدل های انرژی امواج می باشند. در این پژوهش، معادلات ناویر استوکس به منظور بررسی رفتار یک مبدل انرژی موج کروی غوطه ور تحت تاثیر امواج غیر خطی حل شده اند. همچنین از روش حجم کنترل و روش حوزه حل مجازی جهت انجام شبیه سازی استفاده شده است. رژیم جریان در مطالعه حاضر آرام فرض شده است. همچنین از روش کسر حجمی سیال جهت شبیه سازی حرکت سطح آزاد سیال استفاده شده است. در این پژوهش اثرات پارامترهای مختلف از جمله چگالی جسم غوطه ور، نوع تحریک، میزان ارتفاع آب موجود در مخزن و سطح مقطع مخزن بر رفتار مبدل انرژی موج غوطه ور مطالعه شده است. جهت قابل قیاس بودن نتایج عددی بدست آمده، حجم سیال مورد بررسی در تمامی حالت ها یکسان می باشد. به منظور بررسی دقت روش به کار رفته، نتایج عددی پژوهش حاضر با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است که نشان دهنده دقت بالای روش عددی به کار رفته می باشد. با توجه به نتایج عددی بدست آمده، تنظیم مبدل انرژی موج بر اساس نظریه خطی زمانی که تحت تاثیر امواج تند باشد، اصلا رضایت بخش نمی باشد. همچنین میزان کاهش تلاطم مخزن تحت اسلاشینگ در حالت تحریک هامونیک نسبت به حالت تحریک خطی بیشتر می باشد. به عبارت دیگر میزان انرژی ذخیره شده مبدل انرژی موج در حالت تحریک هارمونیک بیشتر می باشد. میزان کاهش انرژی جنبشی سیال در حالت تحریک هارمونیک و خطی به ترتیب ۲۵ و ۶۰ درصد می باشد. همچنین با افزایش سطح مقطع مخزن میزان اثر بخشی مبدل انرژی موج به منظور کاهش تلاطم مخزن افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

برهمکنش جامد و سیال ، تانک ، تحریک خطی ، تحریک هارمونیک ، مبدل انرژی موج