ارزیابی تجربی میزان اثرگذاری ضرایب بی‌بعد هیدرودینامیکی بر عملکرد یک مبدل ستون نوسانی آب چند محفظه ای در مقیاس آزمایشگاهی

شرایط امواج دریا تاثیر بسزایی بر رفتار هیدرودینامیکی ستون های نوسانی آب دارد؛ به‌گونه‌ای که اثرات متقابل مبدل و امواج ورودی، در تعیین و ارزیابی ضرایب هیدرودینامیکی بی‌بعد بسیار مهم هستند. لذا با توجه به اهمیت این ضرایب در ارزیابی عملکرد مبدل‌های ستون نوسانی آب، در این مقاله، به ارزیابی تجربی ضرایب هیدرودینامیکی بی‌بعد در شرایط عملکردی مبدل ستون نوسانی چندمحفظه ای پرداخته می‌شود. برای تعریف آزمون‌های تجربی، با درنظر گرفتن موقعیت نصب مبدل بر روی موج‌شکن، از شرایط دریای مازندران استفاده شده است. پس از کالیبراسیون تجهیزات و نیز آنالیز عدم قطعیت، آزمون‌های تجربی در استخر موج دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل انجام شده است. با توجه به نتایج به‌دست آمده، با فرض یک عمق آبخور بی‌بعد و ثابت، با افزایش فرکانس بی‌بعد موج برخوردی، ضریب بی‌بعد موج انتقال یافته، ضریب بی‌بعد موج انعکاس یافته، ضریب بی‌بعد تخلیه و ضریب بی‌بعد فشار افزایش می‌یابند. از طرف دیگر نتایج نشان می‌دهند، در اثر تغییر عدد بی‌بعد موج از 1.9 تا 3.3، ضرایب بی‌بعد تخلیه، موج انعکاس یافته، فشار و موج انتقال‌یافته به ترتیب 1.6 برابر، 2.2 برابر، 2.8 برابر و 3.5 برابر می‌شوند؛ یعنی ضریب بی بعد موج انتقال یافته حساسیت بالایی نسبت به شرایط موج دارد؛ ضریب بی‌بعد تخلیه در مقایسه با دیگر ضرایب، تغییرات کمتری خواهد داشت. از طرفی نتایج نشان دادند که مبدل آزمایشگاهی در این تحقیق در بهترین حالت دارای راندمان 41.8% می باشد. این راندمان در فرکانس طبیعی بی بعد 0.88 و عمق آبخور بی بعد 0.032 رخ می دهد؛ در این شرایط دامنه نوسانات آب درون ستون نوسانی به 9.6 سانتی متر می رسد.

Experimental evaluation of the effect of dimensionless hydrodynamic coefficients on the performance of a multi-chamber oscillating water column converter in laboratory scale

Wave conditions have a significant effect on the hydrodynamic behavior of OWC. As the interactions of the WEC and the incident waves are important, therefore, due to the importance of coefficients in evaluating the performance of the OWC, in this paper, the experimental evaluation of dimensionless hydrodynamic coefficients of a MCOWC is applied. To define the experimental tests, considering the installation location of the converter on the break water, the conditions of the Caspian Sea implemented. Calibration and uncertainty analysis have performed, experimental tests have been carried out in the wave tank of the BNUT. According to the results, assuming a dimensionless water depth, with increasing dimensionless frequency of the wave, the dimensionless coefficient of transmitted wave, the dimensionless coefficient of reflected wave, dimensionless coefficient of discharge and the dimensionless coefficient of pressure increase. The results showed that due to the change of dimensionless wave number from 1.9 to 3.3, discharge coefficients, reflected wave, pressure and transmitted wave are 1.6 times, 2.2 times, 2.8 times, respectively, are 3.5 times, the dimensionless coefficient of the transmitted wave is highly sensitive to the wave conditions; the dimensional coefficient of discharge will have less changes compared to other coefficients. On the other hand, the results showed that the OWC in this study has an efficiency of 41.8% in the best case. This efficiency occurs at the dimensionless natural frequency of 0.88 and the dimensionless water intake depth of 0.032; under these conditions, the amplitude of water fluctuations inside the OWC reaches 9.6 cm.