Yeni bir dalga enerjisi türbininin veriminin analitik ve nümerik olarak incelenmesi
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2011
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tezde, Salınan Su Sütunu tipinde, ancak daha önce literatürde yer almayan, yeni bir geometrik forma sahip bir dalga enerjisi türbini incelenmiştir. Bu enerji dönüşüm makinasının hidrodinamik veriminin, türbin parametresine bağlı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Analitik ve nümerik yöntemler, bu hedef doğrultusunda başvurulan araştırma yöntemleridir. Tam batık ön duvarı boşluklu Salınan Su Sütunu olarak da adlandırılabilecek bu yeni dalga enerjisi türbininin analitik incelemesi, Lineer Dalga Teorisi kabulü altında gerçekleştirilmiştir. Problemi tanımlayan, Laplace Denklemi olarak da adlandırılan diferansiyel denklem, probleme özgü sınır koşulları altında çözülmüştür. Burada problem, saçılım ve yayılım problemleri kısımlarına ayrılarak çözüm elde edilmiştir. Türbini tahrik eden havanın debisi ve basınç düşümü arasındaki ilişki, lineer ve eş fazlı kabul edilmiştir. Sonuçta, dalga enerjisi türbininin geometrik parametrelerinin herhangi değeri için, optimum çalışma noktasındaki verimin, dalga frekansına bağlı değişimi saptanabilmektedir. Önerilen yeni dalga enerjisi türbininin bir dalga tankında düzenli dalgalarla etkileşimi problemi, Sonlu Hacimler Yöntemi temelli Fluent ticari yazılımı ile nümerik olarak da incelenmiştir. Burada, problemi tanımlayan, Süreklilik Denklemi, Adveksiyon Denklemi ve Navier-Stokes Denklemleri olarak da adlandırılan diferansiyel denklemlerin yaklaşık çözümleri elde edilmiştir. Çalışmanın analitik aşamasında belirlenen debi-basınç düşümü ilişkisi, yeni bir yöntemle probleme uygulanmıştır. Böylece, tamamlanan simülasyonlar sonucunda, öncelikli olarak hidrodinamik verim ve bunun yanında diğer problem parametrelerinin zamansal değişimi bulunmuştur. Analitik inceleme ile bulunan optimum çalışma noktasındaki verimin, ideal ve dönümsüz akış kabulleri altında, % 100 olduğu frekans değerleri mevcuttur. Buna karşın, nümerik inceleme ile ele alınan viskoz akışkan probleminde bulunan optimum çalışma noktasındaki verimin, % 69’u geçmediği görülmektedir. Fakat, taranan frekans aralığında, uygun boyutlandırma ile, önerilen dalga enerjisi türbininin veriminin, Evans ve Porter tarafından incelenen dalga enerjisi türbininin veriminden yüksek değerlerde olduğu durumlar, hem analitik hem de nümerik incelemeler sonucunda bulunmuştur.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Dalga Enerjisi, Salınan Su Sütunu, Lineer Dalga Teorisi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği., Ocean Energy, Oscillating Water Column, Linear Wave Theory, Computational Fluid Dynamics., Makina Mühendisliği A.B.D.