شبيه‌سازي عددي اندركنش موج با واحد نيروگاهي ستون نوسان‌گر آب در فضاي يك‌بعدي

Numerical Simulation of Wave Interaction with Oscillating Water Column in One Dimension

واحد نيروگاهي ستون نوسان‌گر آب از جمله ابزار موجود براي بهره‌برداري از منابع عظيم انرژي در درياست. در اين مقاله مدلي عددي براي شبيه‌‌سازي اندركنش موج و ستون نوسان‌گر آب در فضاي يك‌بعدي به زبان فرترن ارايه شده است. معادلات حاكم، معادلات شيب ملايم مي‌باشند. مقادير فشار و تراز آب درون دستگاه ستون نوسان‌گر آب با استفاده از يك روش تكراري محاسبه مي‌شود. در ابتداي كانال، مرز امواج انعكاس يافته را به طور كامل جذب مي‌كند. با استفاده از آزمون‌هاي متداول صحت مدل تاييد شده است. با حصول اطمينان از عملكرد صحيح مدل، اندركنش موج و دستگاه ستون نوسان‌گر آب شبيه‌سازي شده و با داده‌هاي آزمايشگاهي مورد مقايسه قرار گرفت. سپس اثر امواج منظم مختلف و همچنين اثر ميزان بازشدگي بر راندمان دستگاه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج عددي و آزمايشگاهي هم‌خواني مناسبي داشتند.

Oscillating water column (OWC) is one of the wave energy converting devices available. In this article, a numerical model has been introduced to simulate wave interaction with OWC in one dimensional plane. Mild slope equations have been used in one dimension. The pressure and water elevation inside OWC have been calculated using an iterative method. Also an absorbing boundary is used at the beginning of the canal. Conventional test cases were used in order to verify the model such as sinusoidal waves. After the model verification, the interaction of wave and OWC has been simulated. The effect of different wave conditions and also the immersion depth of the OWC’s front wall have been investigated. The numerical results were consistent with available experimental results.