احمد سوهان كا راصفهانی
به دلیل کمبود و بحران افزایش قیمت سوختهای فسیلی، همچنین آلودگی زیست محیطی ناشی از آنها در اغلب شهرهای صنعتی، توجه کشورهای پیشرفته، به بهرهبرداری از منابع انرژی تجدید پذیر معطوف شده است. امروزه موضوع استحصال انرژی از منبع تجدید پذیر امواج دریا توسط انواع مبدلهای انرژی موج، از جمله مرزهای دانش جهانی بوده و مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این پژوهش، مطالعهی عددی بر روی یک مبدل انرژی موج جاذب نقطه ای دو بدنه، که به طور مشترک توسط دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه صنعتی هامبورگ آلمان در دست بررسی، طراحی و ساخت است، صورت گرفته است. جهت تعیین رفتار دینامیکی مبدل انرژی موج، چالش اصلی محاسبهی ضرائب هیدرودینامیکی بدنههای مبدل است. تعیین جرم افزوده و ضریب میرایی بدنههای مبدل، با شبیه سازی آزمون نوسان اجباری در راستای هیو بدنهها در آب ساکن، به روش دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از نرم افزار ANSYS CFX 18.2 مبتنی بر روش حجم محدود، انجام گرفته است. شبیه سازی آزمون نوسان اجباری جریان پیرامون دو بدنهی مبدل، به صورت سه بعدی، دو فازی و ناپایا و پس از بررسی استقلال از شبکه، طول میدان و گام زمانی، برای فرکانس و دامنههای نوسان مختلف، انجام گرفته است. مدل سازی جریان آشفتهی پیرامون بدنه hy;های مبدل، به صورت میانگینگیری رینولدز معادلات ناویر استوکس و به روش دو معادلهای SST انجام گرفته است. تاثیر دامنه و فرکانس نوسان بر ضرائب هیدرودینامیکی بدنهها، دامنه پاسخ عملکردی، ساختار گردابهای، خطوط جریان و بردار سرعت جریان پیرامونی بدنههای مبدل، مورد بحث قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی به دست آمده از آزمایشهای انجام گرفته در پژوهشکده زیر دریا دانشگاه صنعتی اصفهان، اعتبار سنجی شده است. در ادامه جهت تعیین نیروی تحریک موج وارد بر بدنههای مبدل، به عنوان مجهول دیگر معادلهی حرکت مبدل، برخورد موج به بدنههای ساکن از روش دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از نرم افزارهایANSYS FLUENT و ANSYS CFX، در دو فرکانس موج متفاوت برای بدنههای مبدل، بر مبنای تئوری موج ایری، شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی برخورد موج نیز با نتایج تجربی و تحلیلی مقایسه شده است. در انتها به عنوان کاربردی دیگر از دینامیک سیالات محاسباتی، با شبیه سازی آزمون زوال آزاد بدنهی مغروق مبدل توسط ANSYS CFX، در سه دامنهی اولیهی متفاوت، فرکانس طبیعی و ضرائب هیدرودینامیکی بدنهی مغروق در فرکانس طبیعی آن، تعیین گردیده است.
کلمات کلیدی: مبدل انرژی موج، جاذب نقطه ای دو بدنه، دینامیک سیالات محاسباتی، ضرائب هیدرودینامیکی، آزمون نوسان اجباری هیو، آزمون زوال آزاد هیو

