Numerical Modelling of Wave Energy Converters. State-of-the-Art Techniques for Single Devices and Arrays

مدل‌سازی عددی مبدل‌های انرژی موج: تکنیک‌های پیشرفته برای آرایه‌های مبدل و WEC منفرد تمام اطلاعات و تکنیک‌های مورد نیاز برای مدل‌سازی عددی مبدل انرژی موج را همراه با یک مقایسه ارائه می‌دهد. بررسی تکنیک های مختلف موجود نویسندگان جزئیات روشنی را در مورد موضوع و راهنمایی در مورد استفاده از آن برای طراحی WEC ارائه می‌کنند که موضوعاتی مانند روش‌های عنصر مرزی، مدل‌های حوزه فرکانس، مدل‌های دامنه طیفی، مدل‌های حوزه زمان، مدل‌های جریان پتانسیل غیرخطی، مدل‌های CFD، مدل‌های نیمه تحلیلی، مدل های انتشار موج حل فاز، مدل های انتشار موج میانگین فاز، بهینه سازی طراحی و کنترل پارامتریک، میانگین بازده انرژی سالانه، ارزیابی بارهای هیدرودینامیکی، و ارزیابی اثرات زیست محیطی.

هر فصل با تعریف اصول اساسی زیربنای تکنیک مدل‌سازی عددی شروع می‌شود و با بحث در مورد محدودیت‌های تکنیک و خلاصه‌ای از نکات اصلی در فصل به پایان می‌رسد. محتویات فصول به توصیف ریاضیات محدود نمی شود، بلکه شامل جزئیات و بحث در مورد ابزارهای موجود فعلی، نمونه های موجود در ادبیات، و تأیید، اعتبار سنجی و الزامات محاسباتی می شود. به این ترتیب، نکات کلیدی هر تکنیک مدل‌سازی را می‌توان بدون نیاز به درگیر شدن عمیق در نمایش ریاضی که در هسته هر فصل قرار دارد، شناسایی کرد.

کتاب به چهار بخش تقسیم شده است. دو بخش اول به مدل سازی مبدل های انرژی تک موجی می پردازد. بخش سوم مدل سازی آرایه ها را در نظر می گیرد. و بخش پایانی به کاربرد تکنیک‌های مختلف مدل‌سازی در چهار کاربرد رایج مدل‌های عددی می‌پردازد. برای مهندسین فارغ التحصیل و دانشمندان علاقه مند به مدل سازی عددی مبدل های انرژی موج، و تصمیم گیرندگانی که باید تکنیک های مدل سازی مختلف را بررسی کنند و مناسب بودن و خروجی آنها را ارزیابی کنند، ایده آل است.

• اطلاعات را در یک حجم ادغام می کند و تکنیک‌هایی برای مدل‌سازی عددی مبدل‌های انرژی موج و آرایه‌های مبدل، که تاکنون در مجلات متعدد دانشگاهی و مقالات کنفرانس منتشر شده است و دسترسی به آن را دشوار می‌کند
• یک بررسی مقایسه‌ای از مدل‌سازی‌های عددی مختلف ارائه می‌کند. تکنیک‌های اعمال شده در مبدل‌های انرژی موج، بحث در مورد محدودیت‌های آنها، ابزارهای موجود فعلی، مثال‌ها، و تأیید، اعتبارسنجی، و الزامات محاسباتی
• شامل مثال‌های عملی و شبیه‌سازی‌های موجود برای دانلود در وب‌سایت همراه کتاب است
• <. li>نکات کلیدی هر تکنیک مدل سازی را بدون درگیر شدن عمیق در نمایش ریاضی شناسایی می کند

Numerical Modelling of Wave Energy Converters: State-of-the Art Techniques for Single WEC and Converter Arrays presents all the information and techniques required for the numerical modelling of a wave energy converter together with a comparative review of the different available techniques. The authors provide clear details on the subject and guidance on its use for WEC design, covering topics such as boundary element methods, frequency domain models, spectral domain models, time domain models, non linear potential flow models, CFD models, semi analytical models, phase resolving wave propagation models, phase averaging wave propagation models, parametric design and control optimization, mean annual energy yield, hydrodynamic loads assessment, and environmental impact assessment.

Each chapter starts by defining the fundamental principles underlying the numerical modelling technique and finishes with a discussion of the technique’s limitations and a summary of the main points in the chapter. The contents of the chapters are not limited to a description of the mathematics, but also include details and discussion of the current available tools, examples available in the literature, and verification, validation, and computational requirements. In this way, the key points of each modelling technique can be identified without having to get deeply involved in the mathematical representation that is at the core of each chapter.

The book is separated into four parts. The first two parts deal with modelling single wave energy converters; the third part considers the modelling of arrays; and the final part looks at the application of the different modelling techniques to the four most common uses of numerical models. It is ideal for graduate engineers and scientists interested in numerical modelling of wave energy converters, and decision-makers who must review different modelling techniques and assess their suitability and output.

• Consolidates in one volume information and techniques for the numerical modelling of wave energy converters and converter arrays, which has, up until now, been spread around multiple academic journals and conference proceedings making it difficult to access
• Presents a comparative review of the different numerical modelling techniques applied to wave energy converters, discussing their limitations, current available tools, examples, and verification, validation, and computational requirements
• Includes practical examples and simulations available for download at the book’s companion website
• Identifies key points of each modelling technique without getting deeply involved in the mathematical representation