تعیین فشار و مومنتوم وارد بر یک سامانه مبدل انرژی موج با حرکت رول اجباری به کمک روش المان مرزی

افزایش روزافزون جمعیت در سرتاسر دنیا و نیاز به افزایش مصرف انرژی های فسیلی، انسان را واداشت تا به دنبال منابع جدید انرژی برود. منابعی که پاک، ارزان و تجدید پذیر باشند. انرژی حاصل از امواج دریا ازجمله این منابع پاک میباشد. این انرژی به دو صورت جزر و مد و امواج در دسترس قرار دارد. بررسی میدان فشار و نیرو یا مومنتوم حاصل از امواج ورودی، اولین گام در تعیین ضرایب هیدرودینامیکی می باشد. با تعیین این ضرایب در نهایت می توانیم معادلات هیدرودینامیکی و دینامیکی یک سامانه مبدل انرژی موج را به دست آوریم. در این مطالعه برای حل معادلات دیفرانسیل حاکم از روش المان مرزی استفاده شده است. در این روش معادلات دیفرانسیل حاکم به اتحادهای انتگرالی تبدیل م یشوند که بر روی سطح یا مرز اعمال می شوند. به این ترتیب که مرز به بخشهای کوچک تقسیم شده و همانند سایر روشهای عددی در نهایت یک دستگاه معادلات جبری خطی حاصل میگردد که یک جواب یکتا خواهد داشت. این روش به صورت هندسی و به سادگی برای هر شکل پیچیده مرزی قابل اعمال است و به راحتی بر آن منطبق خواهد بود. در مسائل مقدار مرزی بخصوص در مباحث هیدرودینامیک سازه های دریایی که قسمت عمده تحلیل ها مربوط به طراحی این سازه ها می باشد، روش المان مرزی بخوبی کارایی و دقت خود را به اثبات رسانده است. چون در این مسائل ما نیاز به حل مشخصه ها و پارامترهای عددی در مرزها جهت تحلیل نیرو و فشار و سایر پارامترهای هیدرودینامیکی بر روی سطح بدنه سازه دریایی داریم. از این رو اهمیت استفاده از روش المان مرزی بر کسی پوشیده نیست و این روش از موفق ترین روش های عددی در تحلیل اینگونه مسائل به شمار می آید. برای ارتقای سطح آزاد در هر گام زمانی از روش ترکیبی اویلری-لاگرانژی استفاده نموده ایم. جهت پایداری عددی سطح آزاد و افزایش دقت حل در هر گام زمانی به کمک روش اسپیلاین مکعبی سطح آزاد را مش بندی مجدد مینماییم.

کلیدواژه ها:

روش المان مرزی ، سامانه مبدل انرژی موج ، مومنتوم و فشار ، روش اویلری-لاگرانژی