تحلیل عملکرد و بررسی نیروهای وارد بر مبدل انرژی امواج دریا بر مبنای ستون نوسانی آب تحت اثر موج منظم به روش عددی

در این پژوهش یک مبدل انرژی امواج بر پایه‌ی ستون نوسانی آب با استفاده از روش عددی شبیه‌سازی شده است. معادلات متوسط‌گیری شده‌ی ناویر-استوکس با بکارگیری روش عددی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی و استفاده از کد متن‌باز اوپن‌فوم حل شده است. حلگر مناسب برای در نظر گرفتن اثرات سطح آزاد و همچنین اثرات آشفتگی جریان بر حل مسئله انتخاب شده است. صحت‌سنجی حل عددی بر مبنای نتایج آزمایشگاهی معتبر و برای مسئله‌ی دوبُعدی انجام گرفته است. مواردی نظیر تغییرات سطح آزاد آب داخل مبدل، مقدار فشار و همچنین بازده‌ی مبدل ارائه شده و اثرات شرایط امواج منتشر شده در تانک عددی بر عملکرد هیدرودینامیکی این مبدل مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نیروهای وارد بر مبدل در شرایط مختلف ارائه شده و می‌تواند در طراحی مبدل بعنوان یک سازه‌ی ساحلی به‌کار گرفته شود. استفاده از روش حاضر و تولید موج منظم در تانک عددی و شبیه‌سازی دقیق رفتار هیدرودینامی مبدل و بررسی جزئیات دقیق جریان سیال که در تحلیل تجربی قابل ارزیابی نمی‌باشد، باعث ارائه‌ی یک راه حل دقیق و مناسب برای دستیابی به بهترین ابعاد و جانمائی این مبدل در شرایط واقعی دریا می‌گردد. نتایج دقیق شبیه‌سازی عددی در مقابل داده‌های تجربی موجود و امکان تحلیل دقیق جزئیات جریان در مقابل پژوهش‌های آزمایشگاهی از نقاط برجسته‌ی این مطالعه می‌باشد.