Επίδραση του συστήματος αγκύρωσης συμβατικών κλάδων στην απόδοση συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας

Μαυράκος, Ανάργυρος; Mavrakos, Anargyros

dc.contributor.author	Μαυράκος, Ανάργυρος	el
dc.contributor.author	Mavrakos, Anargyros	en
dc.date.accessioned	2021-07-01T10:00:03Z
dc.date.available	2021-07-01T10:00:03Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53568
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21266
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία και Επιστήμη”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Σημειακός απορροφητήρας	el
dc.subject	Συσκευές ανάκτησης κυματικής ενέργειας	el
dc.subject	Συσκευή ταλαντευόμενης υδάτινης στήλης	el
dc.subject	Θαλάσσια ενέργεια	el
dc.subject	Συστήματα αγκύρωσης	el
dc.subject	Point absorver	en
dc.subject	OWC	en
dc.subject	WEC	en
dc.subject	Mooring systems	en
dc.subject	Ocean energy	en
dc.title	Επίδραση του συστήματος αγκύρωσης συμβατικών κλάδων στην απόδοση συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Effect of a conventional multi – leg mooring system on the efficiency of wave energy converters (WEC’s)	en
heal.classification	Ναυπηγική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-05-31
heal.abstract	Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία με τίτλο «Επίδραση του συστήματος αγκύρωσης συμβατικών κλάδων στην απόδοση συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας» αποτελεί μια προσπάθεια να διερευνηθεί η επίδραση της ακαμψίας που προσφέρουν οι κλάδοι αγκύρωσης συμβατικού συστήματος αγκύρωσης πολλαπλών κλάδων στην απόδοση συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας. Η ανάλυση γίνεται στο πεδίο των συχνοτήτων, που αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο στα αρχικά στάδια της μελέτης συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας και επιτρέπει την εκτίμηση της παραγόμενης κυματικής ενέργειας και την επίδραση του συστήματος αγκύρωσης σε αυτήν παρουσία αρμονικών και θαλάσσιων κυματισμών. Οι εξισώσεις κίνησης του αγκυρωμένου κυματικού μετατροπέα διαμορφώνονται κατάλληλα ώστε να λαμβάνεται υπόψη η ακαμψία του συστήματος αγκύρωσης και οι δυναμικές συνιστώσες της δύναμης που αναπτύσσονται στο σημείο πρόσδεσής του με την πλωτή κατασκευή. Τα χαρακτηριστικά του κάθε κλάδου αγκύρωσης (στατικά και δυναμικά) εξετάστηκαν αρχικά στο δισδιάστατο επίπεδο του κάθε κλάδου, ως προς το οποίο υπολογίζονται οι σχέσεις εξωτερικής δύναμης – μετατόπισης καθώς και οι συντελεστές ακαμψίας εκάστου κλάδου, χαρακτηριστικά τα οποία στη συνέχεια ανάγονται στο αδρανειακό σύστημα ως προς το οποίο υπολογίζονται οι κινήσεις του κυματικού μετατροπέα, λαμβάνοντας υπόψη τις συντεταγμένες του σημείου πρόσδεσης και την διεύθυνση του κάθε κλάδου σε αυτόν, ώστε να δημιουργηθεί το 6 Χ 6 μητρώο των συντελεστών επαναφοράς, καθώς και το αντίστοιχο μητρώο δυναμικών συνιστωσών της δύναμης. Η συζευγμένη επίλυση των εξισώσεων κίνησης λαμβάνει με τον τρόπο αυτόν υπόψη τόσο τα υδροδυναμικά και αδρανειακά χαρακτηριστικά του πλωτήρα, όσο και τα χαρακτηριστικά του συστήματος αγκύρωσης. Για δυο χαρακτηριστικές μορφές κυματικών μετατροπέων, δηλαδή: (α) πλωτό κυλινδρικό μετατροπέα κινούμενο στους τρεις βαθμούς ελευθερίας κίνησης (surge, pitch και heave) και (β) μετατροπέα, αξονοσυμμετρικής μορφής με θάλαμο ταλάντωσης υδάτινης στήλης, εξετάστηκε η επίδραση της ύπαρξης συστήματος αγκύρωσης στην απόδοσή τους, συγκρίνοντάς την με αυτή για την περίπτωση του ελεύθερα πλέοντος σώματος. Παράλληλα, προσδιορίστηκαν οι δυνάμεις διέγερσης σε κάθε συσκευή, οι υδροδυναμικοί συντελεστές και οι κινήσεις της. Κατά τους υπολογισμούς της απόδοσης των κυματικών μετατροπέων, ο μηχανισμός απόληψης ενέργειας (Power Take Off System) προσομοιάστηκε με αποσβεστήρα, η τιμή απόσβεσης του οποίου λήφθηκε ίση με την τιμή της υδροδυναμικής απόσβεσης στο σημείο του συντονισμού στην καθ’ ύψος ή την περιστροφική κίνηση (για την περίπτωση του πλωτήρα), ενώ για την περίπτωση της συσκευής ταλαντευόμενης υδάτινης στήλης, ο συντελεστής Λ που συσχετίζει την πίεση και την παροχή στον αεροστρόβιλο λήφθηκε ίσος με αυτόν που αντιστοιχεί στο σημείο που εμφανίζεται ο συντονισμός στην καθ’ ύψος κίνηση της υδάτινης στήλης (pumping mode). Για την υδροδυναμική ανάλυση των συσκευών χρησιμοποιήθηκαν υπάρχοντα λογισμικά πακέτα, που επιλύουν τα προβλήματα περίθλασης και ακτινοβολίας για τυχαίας μορφής εκ περιστροφής συμμετρικών σωμάτων με κατακόρυφο άξονα συμμετρίας (υπολογιστικό πρόγραμμα “CYLINDER”), με την επέκτασή του ώστε να λαμβάνει υπόψη τα στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά των κλάδων αγκύρωσης και να επιλύει το πρόβλημα 3 της κινούμενης συσκευής ταλαντευόμενης υδάτινης στήλης, καθώς και τα προγράμματα στατικής (STATMOOR) και δυναμικής (DYNMOOR) ανάλυσης κλάδων αγκύρωσης για τον προσδιορισμό των στατικών και δυναμικών χαρακτηριστικών τους. Στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας πραγματοποιείται μια συνοπτική περιγραφή/εισαγωγή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Εν συνεχεία, στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στις τεχνολογίες των μηχανισμών/συσκευών ανάκτησης κυματικής ενέργειας. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται παρουσίαση του θεωρητικού υπόβαθρου της μεθόδου που χρησιμοποιήθηκε για την υδροδυναμική ανάλυση των συσκευών που εξετάζονται, στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στην ανάλυση ενός κλάδου αγκύρωσης, στον υπολογισμό των συντελεστών ακαμψίας του, στα δυναμικά χαρακτηριστικά του και στην αναγωγή τους στο αδρανειακό σύστημα συντεταγμένων που περιγράφει την κίνηση της πλωτής κατασκευής, στο πέμπτο κεφάλαιο διατυπώνεται το συζευγμένο σύστημα των εξισώσεων κίνησης που λαμβάνει υπόψη του τα υδροδυναμικά χαρακτηριστικά του εξεταζόμενου πλωτήρα, τα χαρακτηριστικά του συστήματος αγκύρωσης, ενώ παράλληλα γίνεται και η εκτίμηση της απόδοσης των εξεταζόμενων κυματικών μετατροπέων σε απλούς και φυσικούς θαλάσσιους κυματισμούς. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα δεδομένα εισόδου των προγραμμάτων Η/Υ που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή των αριθμητικών αποτελεσμάτων. Τα τελευταία που αναφέρονται στην ανάλυση των κινήσεων και της απόδοσης των αγκυρωμένων μετατροπέων κυματικής ενέργειας που μελετήθηκαν, καθώς και στις συγκρίσεις με τις αντίστοιχες περιπτώσεις των ελεύθερα πλεόντων σωμάτων, περιέχονται στο έβδομο κεφάλαιο της μεταπτυχιακής εργασίας. Τέλος, στο όγδοο κεφάλαιο γίνεται παρουσίαση των τελικών συμπερασμάτων και προτείνονται μελλοντικές έρευνες.	el
heal.advisorName	Χατζηγεωργίου, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Σουκισιάν, Τακβόρ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	131 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false