view in publisher's site

Fully nonlinear analysis incorporating viscous effects for hydrodynamics of an oscillating wave surge converter with nonlinear power take-off system

Highlights•The hydrodynamics of an OWSC for extracting wave energy is investigated.•A robust numerical model is developed using the nonlinear HOBEM.•A nonlinear PTO simulation is considered in the study.•The effect of the viscosity on the capture efficiency is quantified.•The mechanism of the wave nonlinearity and PTO nonlinearity is discussed.AbstractWaveRoller can be classified as an effective Oscillating wave surge converter (OWSC) installed in nearshore coastal areas. In this study, the hydrodynamic performance of a two-dimensional (2-D) WaveRoller is investigated based on a fully nonlinear time-domain higher-order boundary element method (HOBEM). The mechanism through which the wave power is extracted, is analyzed in a nonlinear power take-off (PTO) by coupling the time-varying motion of the flap and hydro-electric generator. A simplified Morison model is used to determine the viscosity term in the structural motion equation. The present model is validated against the published experimental and numerical results for an OWSC with its top edge piercing through the water surface. Numerical simulations are undertaken to investigate the mechanism of the nonlinear phenomenon including wave nonlinearity and PTO nonlinearity. The influence of the viscosity is also quantified by comparing the numerical results with and without the quadratic damping term. Numerical results indicate that when the incident wave amplitude is large, the capture efficiency is reduced by the strengthen higher order free wave components, and the PTO nonlinearity becomes more prominent. Furthermore, the maximum discrepancy induced by the viscosity occurs in the resonant zone.

تجزیه و تحلیل کاملا غیرخطی شامل اثرات ویسکوز برای هیدرودینامیک یک مبدل موج نوسانی با سیستم قطع توان غیر خطی

نکات برجسته * هیدرودینامیک یک OWSC برای استخراج انرژی موج مورد بررسی قرار گرفته‌است. * یک مدل عددی قوی با استفاده از HOBEM غیر خطی توسعه داده شده‌است. * در این مطالعه یک شبیه‌سازی غیر خطی PTO در نظر گرفته شده‌است. * اثر ویسکوزیته بر کارایی جذب کمی شده‌است. * مکانیزم غیر خطی بودن موج و غیر خطی بودن PTO مورد بحث قرار می‌گیرد. در این تحقیق، عملکرد هیدرودینامیکی یک موج رولر دوبعدی (۲ - D)براساس روش آلمان مرزی مرتبه بالای حوزه زمانی کاملا غیرخطی (HOBEM)مورد بررسی قرار گرفته‌است. مکانیزمی که از طریق آن توان موج استخراج می‌شود، در یک قطع توان غیر خطی (PTO)با جفت کردن حرکت متغیر با زمان فلاپ و ژنراتور برق آبی تحلیل می‌شود. یک مدل ساده شده موریسون برای تعیین عبارت ویسکوزیته در معادله حرکت ساختاری استفاده می‌شود. مدل حاضر در برابر نتایج تجربی و عددی منتشر شده برای OWSC با لبه بالایی که از طریق سطح آب نفوذ می‌کند، اعتبار سنجی شده‌است. شبیه‌سازی‌های عددی برای بررسی مکانیزم پدیده غیر خطی شامل غیر خطی بودن موج و غیر خطی بودن PTO انجام شده‌است. تاثیر ویسکوزیته نیز با مقایسه نتایج عددی با و بدون عبارت میرایی درجه‌دوم تعیین می‌شود. نتایج عددی نشان می‌دهند که هنگامی که دامنه موج برخوردی بزرگ باشد، با تقویت مولفه‌های موج آزاد مرتبه بالاتر، بازدهی جذب کاهش می‌یابد و غیر خطی بودن PTO برجسته‌تر می‌شود. علاوه بر این، حداکثر اختلاف ناشی از ویسکوزیته در ناحیه تشدید رخ می‌دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Pollution
  • ترجمه مقاله Pollution
  • مقاله آلودگی
  • ترجمه مقاله آلودگی
  • مقاله General Energy
  • ترجمه مقاله General Energy
  • مقاله انرژی عمومی
  • ترجمه مقاله انرژی عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.