(علمی - پژوهشی)

---

در این مقاله از سیستمی چند جسمی در محیط نرم افزار ADAMS برای مدل‌سازی رفتار غیرخطی توربین بادی با کرجی شناور تحت باد و موج تصادفی استفاده شده است. برای بارگذاری ناشی از باد، داده‌های باد متلاطم توسط نرم افزار TurbSim استخراج و از ماژول AeroDyn برای محاسبه نیروهای برا و پسای پره‌های توربین استفاده شده است. بارهای هیدرودینامیکی در حوزه زمان با استفاده از ماژول HydroDyn استخراج و محاسبه گردیده‌اند. مدل محاسباتی موجود در این ماژول شامل سختی هیدرواستاتیکی خطی، پسای لزجت غیرخطی ناشی از سینماتیک موج برخوردی، جرم افزوده و سهم استهلاک تشعشع موج خطی می‌باشد با برقراری اتصال این ماژول‌ها با محیط حل‌گر نرم‌افزار ADAMS شبیه‌سازی آیروهیدروالاستیک توربین‌ بادی کرجی‌وار در حوزه زمان حاصل شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی حاضر با نتایج نرم افزار FAST مقایسه شده است. عمومیت تحلیل انجام یافته این اطمینان را می‌دهد که ابزار شبیه‌سازی برای تحلیل گونه‌های دیگر توربین بادی، سکوی نگهدارنده و اَشکال سامانه مهار قابل بکارگیری است.

---

هدف اصلی مقاله حاضر، شبیه‌سازی عددی برداشت انرژی آیروالاستیک از نوسانات ناشی از جریان عبوری از یک تیر مرکب عمودی انعطاف‌پذیر نصب شده بر کف قرار گرفته در امتداد یک استوانه صلب با سطح مقطع دایروی، به عنوان یک پیکربندی ساده از توربین‌های بدون پره، می‌باشد.  مکانیزم اصلی برداشت انرژی در این سیستم برمبنای تکه‌ مواد پیزوالکتریک چسبانده شده در ریشه تیر الاستیک می باشد. همچنین، شبیه‌سازی و تعیین پارامترهای اصلی آئروالاستیک سیستم از طریق یک حل‌گر عددی کوپله سازه- سیال گذرا دو سویه بر مبنای روش دینامیک سیالات و جامدات محاسباتی  مد نظر می‌باشد . نتایج به دست آمده نشان می­دهد که کاهش جرم استوانه از ۲۰g به ۵g، افزایش ضخامت ورق از ۰,۵mm به ۰,۸mm و افزایش مدول یانگ از ۵۰GPa به ۸۰GPa می تواند به ترتیب تا ۹۰%، ۷۰% و ۹۰% باعث بهبود بیشینه برداشت انرژی در ناحیه قفل شدگی گردد.