مدل سازی تبادل انرژی لحظه ای در برهم کنش صلب روتور با جریان غیر دائمی آب اطراف داکت توربین های جزر و مدی محوری

برای پیشگویی جذب انرژی لحظه ای توسط توربین های جزر و مدی محوری در جریان غیر دائمی آب یک روش مدل سازی عددی-تحلیلی ارائه شده است. هدف از مقاله حاضر معرفی یک روش حل انتگرالی سریع و پایدار با پاسخ یکتا است. این روش از داده های دینامیک سیالات محاسباتی در جریان دائمی استفاده می کند تا عملکرد زمانمند توربین جزر و مدی محوری را در جریان های خارجی غیر دائمی تقریب بزند. این روش حل برای مدل سازی توربین جزر و مدی محوری با داکت همگرا-واگرا در جریان آب با شرایط مرزی غیردائمی طراحی شده است. معادلات حاکم برای جریان سیال به صورت معادلات انتگرالی به دست آمده اند. معادله حرکت یک درجه آزادی روتور با روش رانج-کوتا مرتبه چهار و روش تغییر پارامتر ها حل شده است. داده های دینامیک سیالات محاسباتی برای روتور و داکت توربین جزر و مدی محوری به صورت مقادیر مرزی در معادلات انتگرالی جریان سیال وارد شده اند. دو معادله تحلیلی زمانمند برای تقریب گشتاور روتور و ضریب فشار پشت توربین جزر و مدی به کار برده شدند. نتایج روش حل انتگرالی با نتایج داده های زمانمند دینامیک سیالات محاسباتی در نرم افزار انسیس-فلوئنت مقایسه شده است. با روش ارائه شده، شبیه سازی های عددی متعددی انجام شده تا ابعاد داکت برای بیشترین افزایش جذب توان در یک توربین جزر و مدی محوری تعیین شود.

کلیدواژه ها:

Duct ، Dynamic simulation ، Integral equations ، Tidal turbine ، Unsteady flow ، توربین جزر و مدی ، جریان غیردائمی ، داکت ، شبیه سازی دینامیکی ، معادلات انتگرالی