Hydrodynamic behavior of the oscillatingwater column resonant chamber

• Juan David Parra-Quintero ^[1] ; Ainhoa Rubio-Clemente ^[1] ; Edwin Lenin Chica-Arrieta ^[1]
  1. [1] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Revista Facultad de Ingeniería: Universidad de Antioquia, ISSN-e 2422-2844, ISSN 0120-6230, Nº. 113, 2024, págs. 9-18
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Comportamiento hidrodinámico de la cámara resonante de la columna de agua oscilante
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• Resumen
  • español

    Los convertidores de energía de las olas (WEC) pueden ser una opción prometedora para extraer la energía disponible en el mar y los océanos de manera limpia. La columna de agua oscilante (OWC) es uno de los sistemas WEC más aplicables y conocidos. En este documento, se emplea la dinámica de fluidos computacional (CFD) usando el programa ANSYS-Fluent para simular numéricamente una OWC en la orilla adaptada a las condiciones del Océano Pacífico, las ecuaciones de Navier Stokes promediadas de Reynolds (RANS) son resueltas a través del programa en dos dimensiones (2D). El modelo de viscosidad laminar y el esquema de Volumen de Fluido (VOF) se usan para el modelamiento del fluido y la descripción de la interfaz entre agua y aire, respectivamente. Las olas se generan utilizando la teoría no lineal de segundo orden de Stokes ajustando directamente como entrada la condición de contorno como una ola de canal abierto y los parámetros de fracción de volumen a través de formulación implícita. La eficiencia máxima de la cámara y la velocidad media de la superficie libre de la columna de agua para la geometría estudiada fue de 67.2% y 0.12m/s, respectivamente.

  • English

    Wave energy converters (WEC) may be a promising option for extracting the energy available in the sea and oceans in a clean way. The oscillating water column (OWC) is one of the most applicable and well-known WEC systems. In this paper, computational fluid dynamics (CFD) using ANSYS-Fluent software is employed to numerically simulate an OWC at the shore adapted to Pacific Ocean conditions, Reynolds averaged Navier Stokes (RANS) equations are solved through the software in two dimensions (2D). The laminar viscosity model and the Volume of Fluid (VOF) scheme are used for the fluid modeling and the description of the water-air interface, respectively. The waves are generated using Stokes second order nonlinear theory by directly fitting as input the boundary condition as an open channel wave and the volume fraction parameters through implicit formulation. The maximum chamber efficiency and the mean free surface velocity of the water column for the studied geometry were 67.2% and 0.12m/s, respectively.