Hidrodinámica de un dispositivo OWC en olas incidentes irregulares utilizando el modelo RANS
Autores: Trivedi, Kshma; Ray, Amya Ranjan; Krishnan, Parothidil Anjusree; Koley, Santanu; Sahoo, Trilochan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Hidrodinámica de un dispositivo OWC en olas incidentes irregulares utilizando el modelo RANS
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Investigación
Rendimiento hidrodinámico
Dispositivo de columna de agua oscilante
Olas incidentes irregulares
Modelo numérico
Ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds
Modelo de turbulencia
Enfoque de volumen de fluidos
Espectro de Pierson-Moskowitz
Estados del mar
Costa occidental de Portugal
Perfiles de velocidad
Fluctuación de presión
Elevación de la superficie libre
Tasa de flujo de aire
Orificio
Condiciones de olas
Generación de energía
Eficiencia de captura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación examina el rendimiento hidrodinámico de un dispositivo de columna de agua oscilante colocado sobre un lecho marino inclinado bajo la influencia de olas incidentes irregulares. El modelo numérico se basa en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) con un modelo de turbulencia k-modificado y utiliza el enfoque de volumen de fluido (VOF) para monitorear la interfaz aire-agua. Para explorar el rendimiento hidrodinámico del dispositivo OWC en condiciones oceánicas reales, se utilizó el espectro de Pierson-Moskowitz (P-M) como el espectro de olas incidentes, junto con los cuatro estados del mar distintos que ocurren con mayor frecuencia a lo largo de la costa occidental de Portugal. La simulación numérica ofrece un perfil completo de vectores de velocidad y líneas de corriente dentro de la cámara del dispositivo OWC durante un ciclo completo de fluctuación de presión. Además, se investiga en detalle el impacto de las condiciones de olas irregulares en la elevación de la superficie libre en varios lugares, la caída de presión entre la cámara y el exterior, y la tasa de flujo de aire a través del orificio por unidad de ancho del dispositivo OWC. Los resultados demuestran que las amplitudes de las velocidades hacia adentro y hacia afuera a través del orificio, las elevaciones de la superficie libre y las características del flujo son mayores para alturas de ola más significativas. Además, se observa que la generación de energía y la eficiencia de captura son más altas para un lecho marino con pendientes moderadas.
Descripción
Esta investigación examina el rendimiento hidrodinámico de un dispositivo de columna de agua oscilante colocado sobre un lecho marino inclinado bajo la influencia de olas incidentes irregulares. El modelo numérico se basa en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) con un modelo de turbulencia k-modificado y utiliza el enfoque de volumen de fluido (VOF) para monitorear la interfaz aire-agua. Para explorar el rendimiento hidrodinámico del dispositivo OWC en condiciones oceánicas reales, se utilizó el espectro de Pierson-Moskowitz (P-M) como el espectro de olas incidentes, junto con los cuatro estados del mar distintos que ocurren con mayor frecuencia a lo largo de la costa occidental de Portugal. La simulación numérica ofrece un perfil completo de vectores de velocidad y líneas de corriente dentro de la cámara del dispositivo OWC durante un ciclo completo de fluctuación de presión. Además, se investiga en detalle el impacto de las condiciones de olas irregulares en la elevación de la superficie libre en varios lugares, la caída de presión entre la cámara y el exterior, y la tasa de flujo de aire a través del orificio por unidad de ancho del dispositivo OWC. Los resultados demuestran que las amplitudes de las velocidades hacia adentro y hacia afuera a través del orificio, las elevaciones de la superficie libre y las características del flujo son mayores para alturas de ola más significativas. Además, se observa que la generación de energía y la eficiencia de captura son más altas para un lecho marino con pendientes moderadas.