최근에, 웨이브 에너지와 같은 재생 자원을 사용하여 낮은 환경 부하로 에너지를 생성하는 새로운 기술 개발에 대한 관심이 전 세계적으로 기하 급수적으로 증가하고 있다. 바다에서 (조류, 파도 등) 전기를 생성할 수 있는 파력 에너지 장치는 특히 중요한데 FLOW-3D 를 이용하여 정확하게 모델링 할 수 있습니다.

Multi-Flap, Bottom-Hinged Wave Energy Converter

Oscillating flap은 바다의 파도에서 에너지를 추출하고 기계적 에너지로 변환합니다. Arm oscillates는 피봇 조인트에 장착되어 물결에 진자처럼 동요합니다.  Flaps은 멀티 Flap 파력 에너지 변환기를 생성하는 배열로 구성될 수 있습니다. 아래 왼쪽은 3개의 flap 배열로 구성된 CFD 시뮬레이션 입니다. 모든 flap은 15m(폭) x 10m(높이) x 2m(두께)로 하단부가 경첩형태로 고정되어 있습니다.

Array는 30m 깊이에서 10초의 주파수와 4m 진폭파에서 동작합니다. 시뮬레이션은 하나의 flap이 다른 flap에 중요한 영향을 주는 복잡한 유속 iso-surface를 보여줍니다. 3개의 flap이  비슷한 동적 움직임을 시작하는 동안 곧  flap의 상호 작용 효과 단계에서 그들의 모션을 렌더링 합니다. 유사한 flap 에너지 변환기는 오른쪽에 표시 됩니다.

이 시뮬레이션에서, 플랩은 가장 낮은 지점에서 물에 완전히 잠깁니다. 이러한 에너지 변환기는 Surface Piercing flap energy converters 라고 합니다. 이러한 시뮬레이션의 예제 모두는 Minerva Dynamics에 의해 제공되었습니다.

Oscillating Water Column

Oscillating water column은 부분적으로 물이 차고, 빠지는 것이 반복되는 구조를 가집니다. 이것은 수면(water line) 아래 바다쪽으로 열리고, 파열의 꼭대기의 공기 column에 닫혀진 구조입니다. 파도가 순차적으로 air column을 압축과 해제를 하는 중 상승 및 하강하는 water column을 발생합니다. 이 갇혀진 공기는 일반적으로 공기 흐름 방향에 상관없이 회전 할 수 있는 터빈을 경유해 대기로부터 유동을 만들게 됩니다. 이러한 터빈의 회전은 전기를 생성하는 데 사용됩니다.

상단의 CFD simulation은 진동하는 water column을 보여줍니다. water column 의 상승과 하강구조가 발생하는hollow구조가 물리적인 부분을 강조하기 위하여 FLOW-3D로 모델링 되었습니다. 이 시뮬레이션은 파형 생성에 대한 다른 선택을 제외하고는 유사한 결과를 보여줍니다. 왼쪽의 시뮬레이션은 wave type 경계 조건을 사용하는 반면, 오른쪽 경계조건은 순차적인 파형을 생산하기 위해 Moving Objects model을 이용하였습니다. Hollow 구조에서의 압력 그래프는 각각의 시뮬레이션에서 보여집니다. 결국 터빈은 회전 운동으로 설정되는 압력에 기초하기 때문에, 챔버 내에 생성되는 압력 얼마나 아는 것이 중요합니다.

Wave Energy Animations