بررسی جذب انرژی از امواج ضربه ای برخورد کننده به یک شناور به کمک شبیه سازی برهم کنش دو طرفه بین سیال و جامد
چکیده
در سال های اخیر در زمینه بهره برداری از انرژی امواج دستگاه های مختلفی ارائه شده است. در مقاله حاضر، نرم افزار flow-3d به کار گرفته شد تا عملکرد یک دستگاه جدید جاذب نقطه ای شبیه سازی شود. معادلات پیوستگی، ممنتوم و روش حجم سیال (vof) برای ایجاد امواج منظم در یک تانک موج عددی استفاده گردید. در ابتدا مطالعه ای برای انتخاب شعاع بهینه شناور سطحی انجام گرفت. در مرحله بعدی برای بررسی عملکرد دستگاه بر روی امواج دریاچه خزر، یک دستگاه به صورت منفرد درون تانک موج قرار گرفت و چهار ارتفاع موج مختلف که مربوط به متوسط و حداکثر ارتفاع موج در دو فصل تابستان و زمستان بود به دستگاه برخورد کرد. ماکزیمم توان خروجی برابر 0/8کیلو وات در طول دوره زمستان و مینیمم توان برابر 0/02 کیلو وات در مدت تابستان محاسبه شد. توان خروجی به صورت غیر خطی به ارتفاع موج وابستگی دارد که این وابستگی را تقریبا به صورت یک تابع درجه 2 نشان می دهد. یکی از مواردی که موجب استفاده از انرژی امواج به صورت مقرون به صرفه می شود افزایش تعداد آن ها در محل بهره برداری امواج است. به جز افزایش تولید الکتریسیته، تعدد دستگاه های پمپاژ موجب تولید برق پایدارتر نیز می شود. برای مورد اخیر بهترین وضعیت، فاصله ای است که قله موج یک دستگاه با دره موج دستگاه دیگر هم زمان شود. لذا در قسمت انتهایی این پروژه عملکرد دو دستگاه در سه فاصله مختلف (10، 15 و 20 متر) و برای چهار ارتفاع موج ارزیابی شد. در مجموع، هر یک از دو دستگاه در حالت 15 متری نسبت به دو فاصله دیگر به اندازه ارتفاع بالاتری در ستون پمپاژ بالا می روند که در نتیجه دبی خروجی نیز بیشینه خواهد شد. اختلاف ارتفاع دو شناور سطحی در این حالت اندک است که موجب می شود تا دبی خروجی نهایی دارای نوسانات کمتری باشد و هم چنین در نمودار مربوط به جابجایی شناور سطحی، قله هر دستگاه با دره دستگاه دیگر هم زمان می شود این پدیده نیز موجب ایجاد دبی خروجیِ نهایی پایدار می شود و پر واضح است که تولید برق با نوسانات کمتری مواجه می شود.