유체역학적 성능 분석이 수행되었습니다. HPA에 적용 가능한 유압동력인출장치(PTO) 시스템을 수치적으로 모델링하였다.
서론
파력 부유체의 유체역학적 비선형 해석. PNWT 기법은 일반적으로 경계요소법을 기반으로 하며 수치모델링 방법으로 액체체계면, 자유표면계면, 입사파계면, 측벽과 후면벽, 바닥계면 등을 실제 파랑조로 표현한다. 변화에 따라 경계면과 자유표면 경계의 위치를 재배치하여 비선형 파동과 그에 따른 유체의 운동을 기술하는 방법을 말한다.
주파수 영역 유체동역학적 해석
다음은 부유체의 진폭, 속도, 가속도를 보여줍니다. 자극, 비압축성 액체.
완전 비선형 포텐셜 수치 조파 수조
여기에는 비선형 경계조건이 추가로 적용됩니다. 이를 바탕으로 파동이 해당 위치에 도달할 때까지는 인위적인 감쇠항을 적용하지 않고, 파동이 해당 위치에 도달하면 인위적인 감쇠항을 적용하며, 입사파 프로파일에서 구한 기준값은 선행 인공 감쇠 영역 의 차이를 인위적으로 감쇠시켜 측면 인공 감쇠 영역을 구현하였다. 파도 하중으로 인해 부유체에 작용하는 압력과 힘을 계산하기 위한 정확한 속도 포텐셜.
이렇게 계산된 가속도 전위값을 적용하여 부체에 작용하는 압력, 힘, 변위를 계산할 수 있다. 영향함수와 경계조건을 계산해야 합니다. 또한 효과적인 계산 속도를 위해 적절한 사전 조정이 적용됩니다.
선형 및 비선형 파도 하중 하에서 부유체 분산 문제를 분석합니다. 이후 3D-FN-PNWT 기법을 적용하여 방사선 문제를 분석하였다. WAMIT를 사용하였고, 시간영역 분석을 위해 3D-PNWT를 이용하여 선형해석을 수행하였다.
Shao와 Faltinsen(2010)도 약한 비선형 유체역학 해석을 적용하여 동일한 문제를 해결했습니다. 선형 및 비선형 파도 하중 하에서 부유체의 자유 거동 문제를 분석합니다. 주파수 영역 분석과 선형 시간 영역 분석은 앞선 분석과 동일하게 적용하였다.
PTO(Power Take-off) 시스템
유압 모터는 유압 PTO 시스템에 연결됩니다. 유압 PTO 시스템의 실험 결과 분석 및 수치 모델링. 각 부유체의 조건과 입사파에 따른 실험을 통해 수압을 측정하였다.
실험에서 측정된 수압을 적용하여 수치해석을 수행하였고, 이를 실험결과와 비교하여 부유액에 작용하는 다양한 감쇠효과 및 추출력을 계산하였다. 5-7은 PTO 유압시스템을 고려한 HPA 부체의 수직운동 응답에 대한 실험이다. 에너지 손실의 추가 효과와 유압식 PTO 시스템에 의한 에너지 추출/변환 효과를 고려하여, 수치해석을 통해 추정된 수직 이동 응답(a)과 시간 평균 추출력(b)을 결과와 실험적으로 비교하고, 그들은 일반적으로 일관성이 있었습니다.
파랑-부유체-PTO 시스템의 완전 연성 해석
다양한 PTO 조건에 따른 파도부체-PTO 시스템의 커플링 해석. 첫째, 3D-FN-PNWT 기법은 매 순간 부유체에 작용하는 힘과 이에 따른 부유체의 변위를 추정하는 직접적인 시간 영역 유체역학 해석의 대표적인 방법으로, 이러한 추가적인 외부 환경을 고려하는데 적합하다. . 힘. 하다. 공명 기간, 비선형 분석 및 선형은 제외되었습니다.
다양한 파도 기울기 하에서 파도-PTO 부유체 시스템의 결합 분석. 다양한 수심 조건에서 Wave-PTO 시스템의 부유체에 대한 결합 분석. 다양한 수심 조건에서 파동-부력-PTO 시스템의 결합 해석이 수행되었습니다.
결론
이는 감쇠력의 형태로 수치적으로 모델링되었습니다. 이를 검증하기 위해 실제 PTO 유압시스템을 직접 이용하여 HPA에 대한 3차원 파동탱크 실험을 수행하였고, 실험결과를 수치해석모델링과 비교하여 본 수치모델링의 타당성을 검증하였다. 이전에 검증된 3D-FN-PNWT 및 PTO 유압 시스템을 사용하여 다양한 HPA 성능 분석이 수행되었습니다.
이로써 본 연구에서는 HPA의 통합 수치모델링을 완성하고 파도부체 PTO 시스템의 결합해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 HPA에 대한 다양한 비선형 효과를 정리하기 위해 PTO 시스템의 최적상태, 파경사 및 바닥면적 분석을 수행하였다. 그러나 본 연구는 원통형 부체를 이용한 HPA 연구로서 상하로 자유롭게 움직이는 원통형 부체에 대한 해석만을 포함하고 있다.
참고 문헌
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부록
Different types of wave energy converters have been produced depending on the environmental conditions of the installation area and the type of power generation. The 3D-FN-PNWT is based on the Mixed Eulerian-Lagrangian (MEL) method to describe a nonlinear wave. In addition, a constant panel method was applied and the least squares gradient reconstruction method was used to accurately calculate the spatial derivative of the buoy boundary velocity potential and wave height.
In addition, the multipole expansion method was used to reduce the calculation time for the influence matrices, and the GMRES method was used for the matrix operation. In this study, along with the development of the 3D-FN-PNWT, numerical modeling of the hydraulic power take-off (PTO) system used for the HPA was carried out. A linear time analysis was performed taking into account the numerical modeling of the PTO system and the results were compared with the experimental results.
