پديد آورنده :
مختاري، سعيد
عنوان :
بررسي عددي برهمكنش بين موج سطحي و تير يكسردرگير داخل كانال آب
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 106ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدرضا توكلي
استاد مشاور :
مهدي نيلي احمدآبادي
توصيفگر ها :
امواج سطحي , كانال آب , موجساز گوهاي , برهمكنش سيال و سازه , اپن فوم , فوم-اكستند
استاد داور :
احمدرضا پيشه‌ور، احمد سوهانكار
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/09/13
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/09/16
چكيده فارسي :
چكيده براي برداشت انرژي از امواج آب با استفاده از ماده پيزوالكتريك نياز است تا ماده پيزوالكتريك به گونهاي قرار بگيرد كه در اثر عبور موج درون آن كرنشي ايجاد شود سادهترين شكل سازهاي كه ميتوان براي ايجاد اين كرنش در نظر گرفت تير يكسردرگير ميباشد مطالعهي برهمكنش موج و تير يكسردرگير مقدمهاي براي مبحث برداشت انرژي از امواج است كانال آب و موجساز گوهاي از تجهيزاتي هستند كه براي توليد موج و بررسي رفتار موج در محيط آزمايشگاه استفاده ميشوند ساخت موجسازهاي با اندازههاي گوناگون و همچنين ساخت كانالهاي آب بزرگ هزينههاي زيادي دارد بنابراين يافتن ابزار عددي كه با هزينه محاسباتي كم بتواند شبيهسازي امواج داخل كانال آب را انجام دهد مهم ميباشد از اينرو در پژوهش حاضر از نرمافزار متنباز اپنفوم استفاده شده است تا امواج ايجاد شده در اثر حركت اين موجساز بررسي شود همچنين پارامترهاي مختلف مرتبط با كانال آب و موجساز تغيير داده شده است و اثر آن بر روي خواص موج بررسي شده است حلگر اينترفوم موجود در نرمافزار اپنفوم از روش حجم سيال براي مسئله دوفازي با سطح آزاد استفاده مي كند توانايي ايجاد پاسخ با خطاهاي زير ده درصد و داشتن زمان اجراي كمتر از ده ساعت براي شبكهاي با 03 هزار سلول نشان ميدهد كه اينترفوم ابزار عددي كمهزينهاي براي اين مسئله ميباشد اين حلگر با شبكهي پايهاي به شكل مربعي و با اندازه ضلع 1 سانتيمتر در يك كانال به ارتفاع 06 سانتيمتر و طول 5 5 متر ميتواند حلهاي با دقت مناسب ايجاد كند نتايج نشان ميدهد كه در صورتيكه موج دچار ريزش نشود افزايش زاويه رأس گوه افزايش عمق مغروق اوليه موجساز افزايش فركانس افزايش طول كورس حركت موجساز و افزايش عمق آب باعث افزايش ارتفاع موج ميشود يك صفحه با شيب مشخص در انتهاي كانال در نظر گرفته شده است و نتايج نشان ميدهد كه وجود اين صفحه به ميزان زيادي از پديدهي برگشت موج جلوگيري ميكند حلگر اينترفلو كه براي نرمافزار اپنفوم موجود ميباشد بررسي شده است و نتايج آن نيز خطاي كمتر از ده درصد را نشان ميدهد پس از بررسي ايجاد موج ميتوان برهمكنش بين موج و سازه را نيز شبيهسازي كرد براي اين شبيهسازي نيز نرمافزار فوم اكستند در نظر گرفته شده است و در نهايت حل مناسبي حاصل نشده است اگرچه استفاده از اين نرمافزار مؤثر واقع نشده است اما مطالعاتي بر روي حلگرهاي جديد انجام شده است كه چنين حلگرهايي شانس زيادي براي حل چنين مسئلهاي دارند ابزارهاي متنوعي نيز براي توليد موج و جذب موج بررسي شدند كه ميتوانند با استفاده از شرايط مرزي مناسب و يا ايجاد يك ناحيهي آسايش موج را ايجاد و يا جذب كنند اين ابزارها براي كاهش هزينههاي محاسباتي مفيد ميباشند و براي استفاده در مسئله برهمكنش سيال و سازه نيز ميتوانند به عنوان عامل ايجاد موج استفاده شوند كلمات كليدي امواج سطحي كانال آب موجساز گوهاي برهمكنش سيال و سازه اپنفوم فوم اكستند
چكيده انگليسي :
Numerical Investigation of the Surface Wave and Cantilever Beam Interaction in a Water Channel Saeed Mokhtari saeed mokhtari@me iut ac ir Date of Submission 2020 09 20 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohammad Reza Tavakoli mrtavak@cc iut ac irAbstract For water wave energy harvesting by the piezoelectric material this material should belocated at a position to be strained from wave motion The simplest structure that can beused for creating this strain is a cantilever beam Investigation of wave and cantilever beamis an introduction to wave energy harvesting Water channel and plunger type wavemakerare instruments that are used for the investigation of wave behavior in the laboratory Production of different wavemakers in several sizes and fabrication of long water channelscosts very expensive Thus it is important to detect a numerical toolbox that can simulatewaves in the water channel In this report OpenFOAM as an open source software is usedto study the waves created with plunger type wavemaker The effect of different parametersthat are related to the water channel and wavemaker is studied The interFoam solver is oneof the solvers in OpenFOAM and this solver uses the volume of fluid method for freesurface flows The results show the error is less than ten percent and the run time is lowerthan ten hours for a mesh with 30 000 cells In a channel that has 60 centimeters height and5 5 meters length this solver shows good results with good accuracy If the wave does notfall increasing in wedge tip angle and initial submerged depth and frequency and strokeand water depth can cause increase in wave height One sloped plate is located at the endof the water channel and the results show this plate can absorb the waves The interflowsolver is another solver in OpenFOAM that is used and this solver results show error lowerthan ten percent After the simulation of water channel waves the wave and structureinteraction is simulated The foam extend toolbox is used for this problem but the resultsare not suitable Although the use of this software has not been effective studies have beendone on new solvers that such solvers have a high chance of solving such a problem Various tools were also considered for wave generation and wave absorption that can createor absorb the wave by using suitable boundary conditions or creating a comfort zone Thesetools can be used to reduce the computation costs and can be used for wave generation inwave and structure interaction problem Keywords Free surface wave Water Channel Plunger type wave maker Fluid Structure Interaction OpenFOAM Foam Extend
استاد راهنما :
محمدرضا توكلي
استاد مشاور :
مهدي نيلي احمدآبادي
استاد داور :
احمدرضا پيشه‌ور، احمد سوهانكار
