مطالعه عددي عملكرد هيدروديناميكي ستون آب نوساني داراي دو محفظه و مقايسه با نمونه تك محفظه

فاقد عنوان لاتين

استفاده از انرژي هاي نو به علت مزايايي كه نسبت به سوخت هاي فسيلي دارند، به سرعت در حال گسترش است و انرژي امواج دريا نيز يكي از مهمترين منابع اين نوع انرژيها مي باشد. در اين ميان ستون آب نوساني يكي از مبدل هاي انرژي موج است كه بسيار مورد توجه واقع شده است. تحقيق حاضر به بررسي نمونه ي دو محفظه اي اين مبدل و مقايسه آن با نوع تك محفظه اي پرداخته است. امواج با استفاده از تئوري هاي خطي ايري و غيرخطي استوكس مرتبه دو شبيه سازي شده اند. مدل سازي عددي دو بعدي، دو فازي و جريان مغشوش، بر پايه ي معادلات RANS1 و با استفاده از نرم افزار ANSYS-Fluent انجام گرفته است. اعتبار سنجي با داده هاي آزمايشگاهي انجام شده است و در ادامه بازده هيدروديناميكي دستگاه دو محفظه اي براي عرض هاي مختلف به دست آمده و با مدل داراي يك محفظه مقايسه شده است. نتايج نشان ميدهد كه نمونه ي داراي دو محفظه در اكثر موارد داراي بازده بيشتري است به طوري كه در بيشترين حالت بازده متوسط به 38/8% مي رسد. بررسي ها بيانگر اين موضوع است كه با افزايش نسبت عرض محفظه به طول موج ورودي، دستگاه دو محفظه اي در دامنه وسيعي از اعداد موج كارايي بالاتري نسبت به نمونه ي يك محفظه اي دارد.

Using the renewable energy is developed in recent years due to its benefits in comparison with fossil fuels. The ocean waves are one of the most important kinds of renewable energies. Oscillating Water Column (OWC) is one of the most applicable and well known devices among the wave energy converters. In this research a dual-chamber OWC is investigated and the results are compared with a single one results. The waves are generated by the use of linear Airy and also nonlinear second order stokes theories. The 2D turbulent RANS equations are solved in ANSYS-Fluent software and using VOF model to simulate two-phase flow. After validating the used method and schemes with the experimental data the hydrodynamic efficiency of the dual-chamber OWC is investigated for different chamber widths and the results are compared with the single chamber device results. The results show that the dual-chamber OWC usually has better hydrodynamic efficiency and the maximum average efficiency reaches to 38.8% . It is found that by increasing the ratio of the chamber width to the wave length, dual-chamber OWC has a better performance than the single chamber one in a wide range of the wave numbers.