Scattering of water wave by a submerged horizontal plate and a submerged permeable breakwater

Hsu, Hu-Hsiao; Wu, Yung-Chao

doi:10.1016/s0029-8018(97)10032-4

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“…Apesar da potencialidade do sistema de placa horizontal submersa, como um dispositivo de dupla atuação (conforme Graw, 1994), grande parte dos estudos a respeito do assunto é voltada para seu uso como quebra-mar submerso (Hsu e Wu, 1998;Brossard e Chagdali, 2001;Hu et al, 2002;Hildebrandt e Schlurmann, 2008;Liu et al, 2009). Estes estudos, no entanto, contribuem para a melhor compreensão dos fenômenos relacionados ao escoamento em torno da placa horizontal submersa.…”

Section: Revista Brasileira De Energiasunclassified

Modelagem Computacional Do Conversor De Energia Das Ondas Tipo Placa Horizontal Submersa Em Escala Real E Análise De Similaridade Com Modelo Em Escala De Laboratório

Seibt¹,

Santos²,

Isoldi³

et al. 2017

R. bras. Ener. Renov.

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A grande concentração de energia disponível nas ondas do mar faz desse recurso uma importante alternativa como fonte de energia renovável. O sistema de placa horizontal submersa é uma estrutura utilizada como quebra-mar, mas pode ser utilizado, também, como conversor de energia das ondas. O objetivo deste estudo é simular, numericamente, o conversor tipo placa horizontal submersa em escala real e analisar a similaridade dos resultados com relação a resultados precedentes de um modelo em escala de laboratório, de forma a possibilitar recomendações teóricas sobre a geometria do conversor. Para isso, as dimensões do modelo foram definidas por um fator de escala segundo o critério de similaridade de Froude. Foi simulada uma onda de período 6,00 s incidindo numa placa submersa disposta em diferentes alturas relativas entre 76,7 e 88,3 %. Os dados de eficiência do dispositivo foram avaliados sem considerar a presença da turbina abaixo da placa. Nas simulações numéricas, foi utilizado um domínio bidimensional e a interação entre água e ar foi tratada com o modelo multifásico Volume of Fluid (VOF). O Método de Volumes Finitos foi empregado para a solução das equações de conservação de massa e quantidade de movimento. A análise dos resultados permitiu identificar que a configuração da placa com maior altura relativa pode levar a uma eficiência do equipamento de aproximadamente 18 %. Além disso, a comparação entre os resultados das duas escalas mostrou-se concordante, de modo que diferença média entre as eficiências obtidas foi de 2 %, considerando os casos estudados. Palavras-chave: energia das ondas, método de volumes finitos, placa horizontal submersa

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Section: Revista Brasileira De Energiasunclassified

Modelagem Computacional Do Conversor De Energia Das Ondas Tipo Placa Horizontal Submersa Em Escala Real E Análise De Similaridade Com Modelo Em Escala De Laboratório

Seibt¹,

Santos²,

Isoldi³

et al. 2017

R. bras. Ener. Renov.

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“…Apesar da potencialidade apresentada por Graw (1994) para o sistema de placa submersa, como um dispositivo de dupla atuação, grande parte dos estudos a respeito do assunto é voltada para seu uso como quebra-mar submerso (Hsu e Wu, 1998;Brossard e Chagdali, 2001;Hu et al, 2002;Hildebrandt e Schlurmann, 2008;Liu et al, 2009). Estes estudos, no entanto, contribuem para a melhor compreensão dos fenômenos relacionados ao escoamento em torno da placa horizontal submersa.…”

Section: Figura 1: Representação Do Dispositivo De Placa Horizontal Sunclassified

Estudo Numérico Do Efeito Da Variação Conjunta Do Comprimento E Da Altura Relativa De Um Conversor De Energia Das Ondas Tipo Placa Horizontal Submersa

Seibt¹,

Rocha²,

Santos³

et al. 2017

R. bras. Ener. Renov.

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RESUMOOs oceanos concentram uma grande quantidade de energia, disponível, principalmente, nas ondas do mar, fazendo desse recurso uma importante alternativa como fonte de energia limpa e renovável. O sistema de placa horizontal submersa é um tipo de estrutura utilizada como quebra-mar e pode ser utilizado, também, como conversor de energia das ondas. O objetivo deste estudo é analisar numericamente o efeito da variação conjunta do comprimento e da altura relativa de um conversor tipo placa horizontal submersa sobre a sua eficiência de conversão, bem como sobre o comportamento do escoamento que ocorre abaixo da placa e, assim, obter dados para recomendações teóricas sobre a geometria do conversor. Para tanto,

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“…1 (2011) 84 over a submerged breakwater by the numerical wave tank model based on the boundary element method (BEM). Hsu and Wu (1999) used the BEM to treat the wave scattering problem due to a submerged permeable breakwater. Losada et al (1996) investigated the interaction of nonbreaking regular waves on a submerged porous breakwater by an eigenfunction expansion 3-D model and a 2-D model based on the mild-slope equation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of the Slope Gradient of Submerged Breakwaters on Wave Energy Dissipation

Hur

Lee

Choi³

2011

Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics

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This paper presents the results of studies on the effects of the slope gradient of a fully permeable submerged breakwater. A newly developed numerical model is used, which is able to consider the flow through a porous medium with inertial, linear and nonlinear resistance terms. The model is therefore able to directly simulate the interaction between the wave-structure and the sand-seabed for a submerged breakwater. The model can also determine the eddy viscosity with the LES turbulence model in a 2-dimensional wave field. The developed model was validated by comparison with existing experimental data for wave deformations caused by the rectangular permeable submerged breakwater. It was later used for various numerical experiments which investigated the complicated hydrodynamics associated with the varying slope gradient of a permeable submerged breakwater. Numerical results revealed that the reflection and transmission coefficients decrease simultaneously with a decrease in slope gradient and the wave breaking over the crown of the submerged breakwater tends to move towards the offshore side with the steep slope gradient of the breakwater. In addition, clockwise circulation flow is generated behind the submerged breakwater, and its magnitude increases with the slope of the structure.

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Scattering of water wave by a submerged horizontal plate and a submerged permeable breakwater

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Modelagem Computacional Do Conversor De Energia Das Ondas Tipo Placa Horizontal Submersa Em Escala Real E Análise De Similaridade Com Modelo Em Escala De Laboratório

Modelagem Computacional Do Conversor De Energia Das Ondas Tipo Placa Horizontal Submersa Em Escala Real E Análise De Similaridade Com Modelo Em Escala De Laboratório

Estudo Numérico Do Efeito Da Variação Conjunta Do Comprimento E Da Altura Relativa De Um Conversor De Energia Das Ondas Tipo Placa Horizontal Submersa

Effect of the Slope Gradient of Submerged Breakwaters on Wave Energy Dissipation

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