تعیین ضرایب هیدرودینامیکی یک سامانه تولید برق از امواج دریا با سه درجه آزادی

تعیین ضرایب هیدرودینامیکی برای یک سازه دریایی، جهت یافتن معادله پاسخ حرکت سازه به امواج ورودی برخورد کننده به آن، از اهمیت بالایی برخوردار است. این ضرایب در طراحی و ساخت بهینه یک شناور دریایی نقشی مهم و اساسی ایفا می کنند. به خصوص در زمینه سامانه های مبدل انرژی موج که شکل بدنه شناور تأثیر زیادی در توان خروجی بهینه این سامانه ها دارد. هدف از این مطالعه شبیه سازی عددی یک هندسه شماتیک از این سامانه سه درجه آزادی به کمک روش المان مرزی و روش مرسوم اویلری-لاگرانژی در استخر موج عددی است. برای حل مسئله از کد عددی نوشته شده به زبان متلب استفاده گردیده است. بررسی پروفیل موج در سطح آزاد، تعیین فشار، نیروها و گشتاورهای وارد بر سامانه، و درنهایت تعیین ضرایب هیدرودینامیکی از اهداف این پایان نامه به شمار می روند. برای اعتبارسنجی کد عددی نوشته شده، مسائل پیستون موج ساز و امواج پیش رونده اِیری به طور جداگانه بررسی شده اند. نتایج عددی حاصل، با نتایج حل تحلیلی برای هر یک از مسائل اعتبارسنجی گردیده اند. روش المان مرزی، مبتنی بر گسسته سازی یک معادله انتگرالی می باشدکه این معادله انتگرالی، از لحاظ ریاضی، معادل با معادله دیفرانسیل پاره ای حاکم بر مساله است. علت استفاده از روش عددی المان مرزی، مزیت هایی است که این روش، به خصوص در حل مسائل مقدار مرزی و سطح آزاد نسبت به سایر روش های عددی، مانند روش المان محدود، روش تفاضل محدود و ... دارا می باشد. به عنوان یکی از مزایای اصلی روش المان مرزی، می توان به این نکته اشاره کرد که در این روش، به جای اینکه کل فضا یا ناحیه حل مش بندی شود، فقط مرزهای ناحیه حل مش بندی می شوند که در این حالت، تعداد مش ها بسیار کمتر خواهد بود و همین موضوع، باعث افزایش چشمگیر سرعت حل و کاهش هزینه محاسبات خواهد شد.