مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی دینامیکی صفحه جاذب انرژی امواج قرارگرفته در بستر کانال

نویسندگان
آرمان عصائیان 1
رمضانعلی جعفری تلوکلائی 2
مریم عابدی 3
مصطفی عطار 4
1 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل
2 دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
3 دانشگاه مازندران
4 دانشگاه وسترن استرالیا
چکیده
امروزه تامین انرژی مورد نیاز بشر به معضلی حیاتی برای بشر تبدیل شده است. همچنین با توجه به افزایش روزافزون جمعیت و پیشرفت صنعت در سراسر جهان، بشر به زودی با خطر آلودگی محیط زیست و اتمام منابع انرژی تجدیدناپذیر مواجه خواهد شد. راه حل مشکلات مربوطه این است که سهم منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر در مصرف انرژی بشر را افزایش داده تا به این وسیله سهم منابع انرژی‌ فسیلی در مصرف انرژی بشر کاهش یابد. یکی از پاک‌ترین انواع انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی نامحدود و گسترده در جریان سیال در محیط‌هایی از قبیل اقیانوس‌ها، دریاها، رودخانه‌ها و کانال‌ها می‌باشد. در کار حاضر مطالعاتی بر روی جذب انرژی حاصل از جریان سیال به صورت موج به وسیله یک صفحه انعطاف‌پذیر در یک کانال انجام شده است. یک صفحه طویل با عرض و ضخامت محدود قرار گرفته در کف یک کانال جهت جذب انرژی امواج گرانشی سیال مورد بررسی قرار گرفته است. صفحه مذکور بر روی بستر ویسکوالاستیک قرار دارد که رفتاری خطی از خود نشان می‌دهند. معادلات وابسته سیال و صفحه مورد تحلیل قرار گرفته و مشخصات ارتعاشی سطح سیال و صفحه محاسبه شده است. همچنین در انتها تجزیه و تحلیل مناسبی برای جذب انرژی امواج توسط صفحه انجام شده است.
کلیدواژه‌ها
انرژی تجدیدپذیر
امواج سطحی آب
صفحات مستطیلی
کانال آبی
اندرکنش سیال و سازه

عنوان مقاله English

Dynamic investigation of wave energy absorber plate located on the bottom of a channel

نویسندگان English

Arman Asaeian 1
Ramazan-Ali Jafari-Talookolaei 2
maryam abedi 3
Mostafa Attar 4
1 Department of Mechanical Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Assistant Professor, Babol Noshirvani University of Technology
3 Department of Mechanical Engineering, University of Mazandaran, Babolsar, Iran
4 School of Civil, Environmental and Mining Engineering, University of Western Australia, 35Stirling Highway, Perth, WA6009, Australia
چکیده English

How to provide sustainable and clean sources of energy is probably the most vital question of our world today. The population growth and technology development are leading to an increase in the world energy demand and fast depletion of fuel resources. Our environment is facing critical challenges and there are serious uncertainties with the future availability of fossil fuel. The only possible remedy is to increase the share of clean and renewable energies in total energy use and to make our technology more energy efficient. Marine and offshore renewable energies are from the cleanest types that are available from the boundless energy of fluid flow in the oceans, seas, rivers and channels. In the present study, the wave energy absorption in a channel has been studied. A plate with infinite length and finite width and thickness that is placed at the bottom of a channel has been investigated to absorb the energy of gravity waves. The plate is on a viscoelastic foundation which displays linear behavior. The coupled equations of fluid and plate have been investigated to calculate the vibration characteristics of fluid surface and plate. Subsequently, a proper analysis has been done for the plate's ability to absorb wave energy.

کلیدواژه‌ها English

Renewable Energy
Surface Gravity Wave
Rectangular Plates
Water Channel
Fluid Structure Interaction
[1] W. NikWB, O. Sulaiman, R. Rosliza, Y. Prawoto, A. Muzathik, Wave energy resource assessment and review of the technologies, Energy & Environment,Vol. 2, No. 6, pp. 1101-1112, 2011.
[2] Y. Masuda, An Experience of Wave Power Generator Through Tests and Improvement, D. Evans, A. F. Falcão (Eds.), Hydrodynamics of Ocean Wave Energy Utilization, pp. 445-452, Berlin: Springer, 1986.
[3] S. H. Salter, Wave power, Nature, Vol. 249, No. 5459, pp. 720-724, 1974.
[4] K. Budal, J. Falnes, Power generation from ocean waves using a resonant oscillating system, Marine Science Communication, Vol. 1, pp. 269-288, 1975.
[5] M. E. McCormick, Analysis of a wave energy conversion buoy, Journal of Hydronautics, Vol. 8, No. 3, pp. 77-82, 1974.
[6] J. Faiz, M. Ebrahimi-salari, Wave power resource in iran for electrical power generation, Proceedings of World Renewable Energy Congress, pp. 3412- 3419, Sweden: Linköping University Electronic Press, 2011.
[7] D. Ross, Power from the Waves, pp. 49-84, Oxford: Oxford University Press, 1995.
[8] S. Elgar, B. Raubenheimer, Wave dissipation by muddy seafloors, Geophysical Research Letters, Vol. 35, No. 7, pp. 1-5, 2008.
[9] M. R. Alam, A flexible seafloor carpet for high-performance wave energy extraction, Proceedings of The 31th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Rio de Janeiro, Brazil, pp. 839-846, 2012.
[10] M. R. Alam, Nonlinear analysis of an actuated seafloor-mounted carpet for a high-performance wave energy extraction, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Science,Vol. 468, No. 2146, pp. 3153-3171, 2012.
[11] M. Lehmann, R. Elandt, H. Pham, R. Ghorbani, M. Shakeri, M.-R. Alam, An artificial seabed carpet for multidirectional and broadband wave energy extraction: Theory and Experiment, Proceedings of 10th European Wave and Tidal Energy Conference, Aalborg, Denmark, 2013.
[12] A. C. Ugural, Stresses in Beams, Plates, and Shells, pp. 87-229, Boca Raton: CRC Press, 2009.
[13] B. Munson, D. Young, T. Okiishi, Fundamentals of Fluid Mechanics, pp. 205-300, New York: John Wiley & Sons Inc, 2002.
[14] H. E. Krogstad, O. A. Arntsen, Linear wave theory part a, Norwegian University of Science and Technology, pp. 5-9, 2000.
[15] A. H. Techet, 2.016 Hydrodynamics, Lecture Notes, 2005.
مهندسی مکانیک مدرس
دوره 18، شماره 1
فروردین 1397
صفحه 361-369