---

در این مقاله با اندازه گیری آزمایشگاهی و شبیه سازی عددی، اثر فرکانس، ارتفاع و طول موج امواج گرانشی پیشرونده بر ارتعاشات و انرژی دریافتی سامانه‌های نوسانی بریستول با یک و دو درجه آزادی به عنوان مبدل انرژی در عمق‌های مختلف آب مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش‌ها در یک کانال مجهز به سامانه موجساز باله‌ای که دارای وسایل اندازه‌گیری مشخصات موج می‌باشد، انجام شده است. شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار کامسول که توانایی شبیه‌سازی برهم‌کنش محیط‌های فیزیکی را دارد برای جریان آشفته صورت گرفته است. مقایسه نتایج عددی و آزمایشگاهی به دست آمده از این مطالعه با هم و نیز مقایسه آنها با نتایج سایر محققین در بازه وسیعی از پارامترهای امواج تطابق مطلوبی را نشان می‌دهد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که تغییر عمق اجسام غوطه‌ور از سطح آزاد آب اثر قابل توجهی بر رفتار ارتعاشی آنها دارد بطوریکه با افزایش عمق، دامنه نوسانات جسم به یک مقدار ماکزیمم افزایش و سپس کاهش می‌یابد. نتایج همچنین بیانگر اثر متفاوت عمق نسبی آب بر بازده سامانه‌های یک و دو درجه آزادی می‌باشد، بطوریکه افزایش عمق نسبی آب موجب افزایش بازده سامانه‌های یک درجه آزادی عمودی می‌گردد در حالیکه تاثیر قابل توجهی بر بازده سامانه‌های دو درجه آزادی ندارد. نتایج نشان می‌دهد که برای یک ارتفاع ثابت آب داخل کانال، افزایش فرکانس موجساز موجب افزایش ارتفاع و نیروی امواج تولیدی و در نتیجه افزایش دامنه ارتعاشات جسم غوطه‌ور در دو راستای عمودی و افقی می‌گردد.

---

گسترش مبدل‌های انرژی موج یکی از چالش‌های مهمی است که اخیراً معماران دریایی با آن مواجه بوده‌اند. یکی از مهم‌ترین رویکردها پیش از ساخت مبدل‌های انرژی موج آن است که مدل مفهومی آن‌ها در نرم‌افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی مورد ارزیابی قرار بگیرند؛ بنابراین، در این مقاله یک مدل نوآورانه از مبدل انرژی موج ارائه گردیده و عملکرد هیدرودینامیکی مبدل پیشنهادی در خلیج‌فارس بررسی شده است. جهت شبیه‌سازی دقیق دینامیک مبدل انرژی موج، از تکنیک مش مورفینگ استفاده شده است. از آنجایی که مبدل ارائه شده یک طراحی نوآورانه بوده و مدل آزمایشگاهی برای اعتبارسنجی آن در دسترس نبوده است، تلاش شده است تا چیدمان عددی با استفاده از مسائل آزمایشگاهی مشابه که ویژگی‌های مختلف مسئله موردنظر را دارا هستند، مورد صحت سنجی قرار بگیرند. سپس، چندین هندسه مختلف شامل پدال تخت، فویل، نیم کره کوچک و بزرگ برای مبدل انرژی موج به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و پدال نیم کره کوچک به عنوان بهترین هندسه ممکن جهت محاسبات نهایی تعیین شده است. تعداد پدال‌ها نیز پارامتر دیگری بوده است که مورد ارزیابی قرار گرفته و مدل هشت پدالی به عنوان انتخاب بهینه تشخیص داده شده است. در انتها، مبدل انرژی موج بهینه در نه موج مختلف شبیه‌سازی گردیده و نتایج به صورت کامل ارائه شده‌اند.

---

در مبدل‌های تک-بدنه جاذب نقطه‌ای انرژی موج اقیانوسی، نوساناتِ یک جسم شناور (بویه) عامل اصلی تولید الکتریسیته است. بهینه‌سازی هندسه بویه راهی برای افزایش راندمان در این مبدل‌ها محسوب ‌می‌شود. در تحقیق حاضر، فرآیندِ جذب انرژی موج در مبدل جاذب نقطه‌ای، به یک سیستم فنر-‌میراگر خطی شبیه‌سازی شده‌است. دو هندسه برای بویه مبدل مدل‌سازی‌شده (بویه مخروطی و بویه کپ‌کروی) در نظر گرفته‌شده‌است. بررسی تأثیر هندسه بویه بر دینامیک آن در موج غیرخطی و همچنین، مقایسه عملکرد دینامیکی دو بویه‌ بر راندمان مبدل انرژی موج انجام شده‌است. نحوه یکسان‌سازی شرایط محیطی و مدل‌سازی دو مدل مهارشده، موردبحث قرارگرفته‌است و یک روش یکسان‌سازی پیشنهاد شده‌است. انرژی مؤثر موج بر هر مدل، بر اساس مشخصات هندسه بویه آن، محاسبه‌شده است. سپس، تحلیل هیدرودینامیک مُدل مهارشده، به روش المان مرزی و با رعایت حاکمیت استفاده از تئوری تفرق انجام‌شده است. موج برخوردی به مدل، موج استوکس مرتبه دوم در نظر گرفته‌شده است.
نتایج در حوزه زمان و فرکانس به‌دست‌آمده است و با نتایج پژوهش‌ِ در دسترس، اعتبار سنجی شده است. حداکثر پاسخ دینامیکی بویه مهارشده با هندسه کَپ‌ِکروی در هیو و سرج (جهت قائم و افق) به ترتیب؛ حدود ۴/۴ و ۳/۱۱درصد بیشتر از مدل دیگر می‌باشد. ضمناً، مبدل مدل‌سازی شده با بویه کَپ‌ِکروی نسبت به مدل با بویه مخروطی، در جذب انرژی موج موفق‌تر است. متوسط درصد جذب انرژی موج در مبدل مدل‌سازی شده با بویه کَپ‌کروی در حدود ۲/۲ تا ۵/۲ درصد بیشتر از مدل دیگر است. متوسط درصد جذب انرژی موج توسط دو مدل، بین ۲۰ تا ۲۴ درصد پیش‌بینی‌شده است.