طراحی مبدلی برای گسترش فناوری های انرژی های تجدیدپذیر دریایی
آزینیک: در قالب یک رساله دکتری، پژوهشی با عنوان تحلیل هیدرودینامیکی جریان در اطراف مبدل های انرژی جاذب نقطه ای انجام شد.
به گزارش آزینیک به نقل از بنیاد ملی علم ایران (INSF)، سیده مریم احمدی موسوی در قالب رساله دکتری خود با راهنمایی مرتضی کلاهدوزان در دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران، پژوهشی با عنوان «تحلیل هیدرودینامیکی جریان در اطراف مبدل های انرژی جاذب نقطه ای» انجام داده است.
احمدی موسوی ضمن اشاره به ظرفیت بالای امواج دریا به عنوان یکی از پایدارترین و پاک ترین منابع انرژی طبیعی، اظهار داشت: انرژی موج به سبب ظرفیت و چگالی انرژی نسبتاً بالا، می تواند نقش برجسته ی در تامین انرژی پاک آینده ایفا کند، اما پایین بودن بازده مبدل های انرژی موج و محدود بودن توان برداشت شده از حرکت امواج، از مهم ترین چالش های این حوزه بشمار می رود.
وی با تشریح نوآوری این تحقیق اضافه کرد: در این مطالعه، ایده ای نوآورانه برای افزایش انرژی قابل استحصال از امواج عرضه شده است که بر طراحی و بررسی یک مبدل انرژی موج جدید از نوع جاذب نقطه ای چرخان استوار است. این سیستم می تواند بصورت هم زمان از حرکت عمودی و حرکت چرخشی ناشی از امواج، انرژی استخراج کند و بر خلاف اغلب سیستم های متداول که تنها از یک نوع حرکت بهره می برند، با استفاده هم زمان از دو حرکت مکمل، میزان انرژی قابل استحصال را بطور قابل توجهی افزایش دهد.
این پژوهشگر ضمن اشاره به ارزیابی عملکرد این مبدل در دو بخش آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی اظهار نمود: در قسمت آزمایشگاهی، مدل فیزیکی مبدل در یک فلوم موج تحت شرایط مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فعال بودن هم زمان حرکت عمودی و چرخشی سبب افزایش پاسخ های دینامیکی و نیروی قائم اندازه گیری شده وارد بر مبدل و افزایش سرعت چرخش آن می شود. همین طور میزان انرژی استخراج شده در این حالت حدود ۱/۱ برابر بیش از حالت فقط عمودی و نزدیک به ۵/۹ برابر بیش از حالت فقط چرخشی بود که مبین تأثیر قابل توجه ترکیب این دو حرکت در بهبود عملکرد مبدل های انرژی موج است.
وی درباره ی بخش شبیه سازی عددی این تحقیق نیز اظهار داشت: یک فلوم موج عددی سه بعدی با استفاده از نرم افزار اپن فوم توسعه داده شد که در آن تولید و جذب فعال موج در مرزهای محاسباتی صورت می گیرد. این شیوه ضمن کاهش پیچیدگی مدل، پایداری محاسبات را نیز افزایش داد. همین طور با شبکه بندی پیچیده متحرک و ریزسازی موضعی در نزدیکی سطح آزاد آب و بدنه مبدل، رفتار جریان آب با دقت بالایی شبیه سازی شد.
احمدی موسوی اضافه کرد: مقایسه نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی نشان داد که مدل عددی می تواند پارامترهای اصلی مورد بررسی، همچون تغییرات سطح آزاد آب، جابه جایی مبدل و نیروهای هیدرودینامیکی را با توافق مناسبی بازتولید کند. در موارد ارزیابی شده، اختلاف نتایج عددی و آزمایشگاهی کمتر از ۱۰ درصد بود که نشان دهنده اعتبار قابل قبول مدل در محدوده شرایط بررسی شده است.
وی اضافه کرد: بررسی میدان جریان اطراف مبدل نشان داد که نوع حرکت مبدل بر نحوه تشکیل و تحول چارچوب های گردابه ای اثر می گذارد. در حرکت قائم، گردابه های ایجادشده در مجاورت بدنه عمدتا کوتاه عمر بودند؛ درحالی که حرکت دورانی چارچوب های گردابه ای نسبتاً پایدارتر و متأثر از دوران ایجاد کرد. در حالت هیبرید نیز برهم کنش حرکت قائم و دورانی، الگوی پیچیده تری از جریان و گردابه ها را در اطراف مبدل به وجود آورد. نتایج نشان داد که این تغییرات، در محدوده مکانی و شرایط بررسی شده، عمدتا در ناحیه نزدیک به مبدل متمرکز بودند.
وی در انتها تصریح کرد: نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده هم زمان از حرکت قائم و دورانی، در وضعیت آزمایش شده، می تواند انرژی قابل استحصال را در مقایسه با حالت های تک حرکتی همین مبدل افزایش دهد. این موفقیت، مبنایی علمی برای توسعه و بهینه سازی نسل جدیدی از مبدل های انرژی موج فراهم می آورد. این موفقیت قدمی مؤثر در گسترش فناوری های انرژی های تجدیدپذیر دریایی و حرکت به طرف آینده ای پاک تر و پایدارتر بشمار می رود.
این مطلب آزینیک را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط آزینیک
نظرات خوانندگان آزینیک در مورد این مطلب
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید