Array-Analyse von Deformations-Wellenenergieumwandlern vom Küstenmauer-Typ

Es besteht ein erhebliches Interesse an der Entwicklung von flexiblen Wellenenergieumwandlern (FlexWECs), die strukturelle Deformationen nutzen, um Elektrizität zu erzeugen und destruktive Wellenlasten auf die Geräte zu mindern. In der Zwischenzeit werden FlexWECs höchstwahrscheinlich im Array-Format betrieben, um die Flächennutzung und den Energieertrag zu steigern sowie die Wartung zu erleichtern. In diesem Zusammenhang entwickelt das vorliegende Papier ein hochpräzises Berechnungsmodell, um die Interaktion von Ozeanoberflächenwellen mit einem Array von FlexWECs vom Küstenmauer-Typ zu untersuchen, die gleichzeitig auch für Zwecke des Küstenschutzes dienen können. Das Fluidfeld wird unter Verwendung der Navier-Stokes-Gleichungen gelöst, und strukturelle Deformationen werden mit einer nichtlinearen Finite-Elemente-Methode vorhergesagt. Hydroelastische Wechselwirkungen von bis zu sieben deformierbaren FlexWECs mit den umgebenden Wellenfeldern werden durch systematische Simulationsfälle veranschaulicht. Basierend auf den Simulationsergebnissen werden Analysen durchgeführt, um zu untersuchen, wie der Energieertrag der Wellenfarm durch den Abstand zwischen einzelnen Geräten und die Anzahl der eingesetzten Geräte beeinflusst wird. Entsprechend werden empirische Entwurfsvorschläge gemacht. Insgesamt simuliert diese Arbeit innovativ die hydroelastischen Wechselwirkungen zwischen Wellen und mehreren deformierbaren Strukturen, und die bereitgestellten Erkenntnisse sind nützlich, um die Entwicklung von FlexWECs und ihren Wellenfarmen voranzutreiben.