مطالعه آزمایشگاهی و عددی ارتعاشات سازه های غوطه ور یک و دو درجه آزادی و مقایسه جذب انرژی آنها از امواج

در این مقاله با اندازه گیری آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی، اثر فرکانس، ارتفاع و طول موج امواج گرانشی پیشرونده بر ارتعاشات و انرژی دریافتی سامانه های نوسانی بریستول با یک و دو درجه آزادی به عنوان مبدل انرژی در عمق های مختلف آب مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش ها در یک کانال مجهز به سامانه موجساز باله ای که دارای وسایل اندازه گیری مشخصات موج می باشد، انجام شده است. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار کامسول که توانایی شبیه سازی برهم کنش محیط های فیزیکی را دارد برای جریان آشفته صورت گرفته است. مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی به دست آمده از این مطالعه با هم و نیز مقایسه آنها با نتایج سایر محققین در بازه وسیعی از پارامترهای امواج تطابق مطلوبی را نشان می دهد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تغییر عمق اجسام غوطه ور از سطح آزاد آب اثر قابل توجهی بر رفتار ارتعاشی آنها دارد بطوریکه با افزایش عمق، دامنه نوسانات جسم به یک مقدار ماکزیمم افزایش و سپس کاهش می یابد. نتایج همچنین بیانگر اثر متفاوت عمق نسبی آب بر بازده سامانه های یک و دو درجه آزادی می باشد، بطوریکه افزایش عمق نسبی آب موجب افزایش بازده سامانه های یک درجه آزادی عمودی می گردد در حالیکه تاثیر قابل توجهی بر بازده سامانه های دو درجه آزادی ندارد. نتایج نشان می دهد که برای یک ارتفاع ثابت آب داخل کانال، افزایش فرکانس موجساز موجب افزایش ارتفاع و نیروی امواج تولیدی و در نتیجه افزایش دامنه ارتعاشات جسم غوطه ور در دو راستای عمودی و افقی می گردد.