بررسي تاثير هندسه بويه بر روي توان مبدل جاذب انرژي موج با استفاده از مهار كتنري

Investigation of the Float Body Geometry on the Power of Wave Energy Absorber Converter Using Mooring Catenary

در مبدل ­هاي دو بدنه ­اي جاذب نقطه­ اي موج، جابجايي نسبي بدنه شناور و مغروق عامل اصلي توليد جريان الكتريسته مي ­باشد. هندسه بدنه شناور نسبت به بدنه مغروق تاثير بيشتري بر ميزان انرژي استحصالي مي­ گذارد. دو بدنه مغروق و شناور بوسيله سيستم فنر- ميراگرخطي به يكديگر متصل مي­ شود و كل سيستم مبدل به وسيله مهارهاي كتنري به بستر دريا وصل شده­ است. با توجه به تاثير مستقيم محاسبه ضرايب هيدروديناميكي در حل معادلات ديناميكي، در تحقيق حاضر به محاسبه جرم ­افزوده و ميرايي به روش المان مرزي با استفاده از نرم­ افزار انسيس-­اكوا پرداخته شده است. همچنين تاثير هندسه بويه شناور بر ميزان پارامترهاي هيدروديناميكي و توان توليد انرژي از مبدل، با آناليز در حوزه زمان و فركانس صورت گرفته است. مقايسه نتايج عددي، با نتايج مدل آزمايشگاهي كه در سال 2011 توسط محققين دانشگاه سندياگو انجام شد، صحت مدل سازي عددي انجام شده را نشان­ مي ­دهد. با توجه به نتايج با افزايش قطر بويه شناور، توان خروجي نيز افزايش خواهد يافت به شكلي كه به ازاي هر 2 متر افزايش قطر بويه توان توليد انرژي به اندازه 20 درصد زياد مي‌شود. بررسي‌هاي انجام‌شده نشان مي‌دهد براي بويه شناور ميزان توان توليد انرژي با هندسه نيم مخروطي 17 درصد بيشتر از هندسه نيمكروي مي­ باشد.

This paper presents the effect of hydrodynamic parameters of the two-body converters of a point wave absorber on the amount of power output. This converter includes two submerged and floating bodies which are connected to the spring-damper system. The whole of the converter is connected to the sea bed by mooring catenary. The relative displacement of the floating body and the submerged body is the main factor in generating electrical energy. Since the calculation of hydrodynamic coefficients has a significant effect on the solution of dynamic equations, this study focused on the calculation of added mass and hydrodynamic damping by boundary element method using the ANSYS-AQWA software. Also, this paper investigates the effect of floating borehole geometry on the hydrodynamic parameters and the extracted power of the converter using complementary analysis on the domain of time and frequency. Comparison of numerical simulation outputs and the results from the laboratory work which had carried out by Sandiego researchers in 2011, shows the suitable accuracy of the simulation. According to the results, with the two meters increase in buoy diameter, the power output will increase by 20%, and the output power for the half- conical is 17% more than the hemisphere.