شبيه سازي عددي مبدل انرژي موج جاذب نقطه اي دو بدنه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

به دليل كمبود و بحران افزايش قيمت سوخت¬هاي فسيلي، همچنين آلودگي زيست محيطي ناشي از آن¬ها در اغلب شهرهاي صنعتي، توجه كشورهاي پيشرفته، به بهره¬برداري از منابع انرژي تجديد پذير معطوف شده است. امروزه موضوع استحصال انرژي از منبع تجديد پذير امواج دريا توسط انواع مبدل¬هاي انرژي موج، از جمله مرزهاي دانش جهاني بوده و مورد توجه محققين قرار گرفته است. در اين پژوهش، مطالعه¬ي عددي بر روي يك مبدل انرژي موج جاذب نقطه اي دو بدنه، كه به طور مشترك توسط دانشگاه صنعتي اصفهان و دانشگاه صنعتي هامبورگ آلمان در دست بررسي، طراحي و ساخت است، صورت گرفته است. جهت تعيين رفتار ديناميكي مبدل انرژي موج، چالش اصلي محاسبه¬ي ضرائب هيدروديناميكي بدنه¬هاي مبدل است. تعيين جرم افزوده و ضريب ميرايي بدنه¬هاي مبدل، با شبيه سازي آزمون نوسان اجباري در راستاي هيو بدنه¬ها در آب ساكن، به روش ديناميك سيالات محاسباتي و با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX 18.2 مبتني بر روش حجم محدود، انجام گرفته است. شبيه سازي آزمون نوسان اجباري جريان پيرامون دو بدنه¬ي مبدل، به صورت سه بعدي، دو فازي و ناپايا و پس از بررسي استقلال از شبكه، طول ميدان و گام زماني، براي فركانس و دامنه¬هاي نوسان مختلف، انجام گرفته است. مدل سازي جريان آشفته¬ي پيرامون بدنه¬-هاي مبدل، به صورت ميانگين¬گيري رينولدز معادلات ناوير استوكس و به روش دو معادله¬اي SST انجام گرفته است. تاثير دامنه و فركانس نوسان بر ضرائب هيدروديناميكي بدنه¬ها، دامنه پاسخ عملكردي، ساختار گردابه¬اي، خطوط جريان و بردار سرعت جريان پيراموني بدنه¬هاي مبدل، مورد بحث قرار گرفته است. نتايج حاصل از شبيه سازي با نتايج تجربي به دست آمده از آزمايش¬هاي انجام گرفته در پژوهشكده زير دريا دانشگاه صنعتي اصفهان، اعتبار سنجي شده است. در ادامه جهت تعيين نيروي تحريك موج وارد بر بدنه¬هاي مبدل، به عنوان مجهول ديگر معادله¬ي حركت مبدل، برخورد موج به بدنه¬هاي ساكن از روش ديناميك سيالات محاسباتي و با استفاده از نرم افزار¬هايANSYS FLUENT و ANSYS CFX، در دو فركانس موج متفاوت براي بدنه¬هاي مبدل، بر مبناي تئوري موج ايري، شبيه سازي شده است. نتايج حاصل از شبيه سازي برخورد موج نيز با نتايج تجربي و تحليلي مقايسه شده است. در انتها به عنوان كاربردي ديگر از ديناميك سيالات محاسباتي، با شبيه سازي آزمون زوال آزاد بدنه¬ي مغروق مبدل توسط ANSYS CFX، در سه دامنه¬ي اوليه¬ي متفاوت، فركانس طبيعي و ضرائب هيدروديناميكي بدنه-ي مغروق در فركانس طبيعي آن، تعيين گرديده است.

214577

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

مهدي نيلي احمدآبادي، احمدرضا پيشه ور اصفهاني

احمد سوهان كار اصفهاني، شهريار منصور زاده