Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα
Το αντικείμενο της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η υπολογιστική διερεύνηση της τριφασικής ροής αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από την αεροτομή S809, η οποία έχει ως στόχο την καταγραφή των αεροδυναμικών συντελεστών της άνωσης και της αντίστασης καθώς και της αεροδυναμικής απόδοσης του συγκεκρι...
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Thesis |
| Language: | Greek |
| Published: |
2019
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10889/12687 |
| id |
nemertes-10889-12687 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-126872022-09-05T05:00:54Z Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα Computational study of a 2D air - water - hail multiphase flow over S809 airfoil, with application on a wind turbine blade, using the Realizable k-ε turbulence model Σταμάτης, Μάριος Μάργαρης, Διονύσιος Μάργαρης, Διονύσιος Stamatis, Marios Τριφασική ροή Χαλάζι Ανεμοκινητήρες S809 Three phase flow Hail Wind turbines Το αντικείμενο της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η υπολογιστική διερεύνηση της τριφασικής ροής αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από την αεροτομή S809, η οποία έχει ως στόχο την καταγραφή των αεροδυναμικών συντελεστών της άνωσης και της αντίστασης καθώς και της αεροδυναμικής απόδοσης του συγκεκριμένου τύπου αεροτομής. Αρχικά γίνεται αναφορά στην βασική αεροδυναμική, στα αεροδυναμικά μεγέθη και στις αεροτομές. Επίσης αναλύεται η πολυφασική ροή και δίνονται οι λεπτομέρειες για τις μεθόδους με τις οποίες ορίστηκαν και προσομοιώθηκαν οι δευτερεύουσες φάσεις των κόκκων χαλαζιού και των σταγόνων νερού. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στην υπολογιστική ρευστοδυναμική, στο μοντέλο τύρβης Realizable k-ε το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην διερεύνηση και στην υπολογιστική μοντελοποίηση η οποία έγινε με την χρήση του πακέτου Fluent της ANSYS για τους αριθμούς Reynolds, Re=1x〖10〗^6 και Re=2x〖10〗^6. Τέλος, γίνεται παρουσίαση των διαγραμμάτων των συντελεστών άνωσης και αντίστασης, απεικονίζονται γραφικά οι κατανομές των ταχυτήτων, της στατικής πίεσης και των σωματιδίων καθώς και το διάγραμμα μεταβολής της ισχύος του ανεμοκινητήρα. Κατά την εργασία επιβεβαιώθηκε ότι η έκθεση του ανεμοκινητήρα σε βροχόπτωση και χαλαζόπτωση οδηγεί σε υποβάθμιση της απόδοσής του και σε μεταβολή των αεροδυναμικών συντελεστών του. Συγκεκριμένα ο συντελεστής άνωσης μειώνεται ενώ αντίθετα ο συντελεστής αντίστασης αυξάνεται. The subject of this diploma thesis is the computational investigation of the S809 airfoil in three-phase air-water-hail flow, which aims at recording the aerodynamic coefficients of lift and drag as well as the aerodynamic performance of this airfoil type. Initially, a reference on basic aerodynamics, aerodynamic sizes and on airfoils is made. It also analyzes the multiphase flow and gives details of the methods by which the secondary phases of hail grains and drops of water were defined and simulated. Furthermore, the computational fluid dynamics and the Realizable k-ε turbulence model are described in detail. Computational modeling performed using the ANSYS Fluent for Reynolds numbers, Re=1x〖10〗^6 and Re=2x〖10〗^6. Finally, lift and drag coefficients, contours of velocity magnitude, contours of static pressure and contours of distribution of particulates, as well as the power coefficient of the wind turbine are presented. The results confirm that the exposure of the wind turbine to raindrop and hailstorm leads to degradation of its performance and a change in its aerodynamic coefficients. In particular, the lift coefficient decreases while the drag coefficient increases. 2019-10-12T17:55:43Z 2019-10-12T17:55:43Z 2019-07-10 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12687 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τριφασική ροή Χαλάζι Ανεμοκινητήρες S809 Three phase flow Hail Wind turbines |
| spellingShingle |
Τριφασική ροή Χαλάζι Ανεμοκινητήρες S809 Three phase flow Hail Wind turbines Σταμάτης, Μάριος Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| description |
Το αντικείμενο της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η υπολογιστική διερεύνηση της τριφασικής ροής αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από την αεροτομή S809, η οποία έχει ως στόχο την καταγραφή των αεροδυναμικών συντελεστών της άνωσης και της αντίστασης καθώς και της αεροδυναμικής απόδοσης του συγκεκριμένου τύπου αεροτομής.
Αρχικά γίνεται αναφορά στην βασική αεροδυναμική, στα αεροδυναμικά μεγέθη και στις αεροτομές. Επίσης αναλύεται η πολυφασική ροή και δίνονται οι λεπτομέρειες για τις μεθόδους με τις οποίες ορίστηκαν και προσομοιώθηκαν οι δευτερεύουσες φάσεις των κόκκων χαλαζιού και των σταγόνων νερού.
Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στην υπολογιστική ρευστοδυναμική, στο μοντέλο τύρβης Realizable k-ε το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην διερεύνηση και στην υπολογιστική μοντελοποίηση η οποία έγινε με την χρήση του πακέτου Fluent της ANSYS για τους αριθμούς Reynolds, Re=1x〖10〗^6 και Re=2x〖10〗^6.
Τέλος, γίνεται παρουσίαση των διαγραμμάτων των συντελεστών άνωσης και αντίστασης, απεικονίζονται γραφικά οι κατανομές των ταχυτήτων, της στατικής πίεσης και των σωματιδίων καθώς και το διάγραμμα μεταβολής της ισχύος του ανεμοκινητήρα.
Κατά την εργασία επιβεβαιώθηκε ότι η έκθεση του ανεμοκινητήρα σε βροχόπτωση και χαλαζόπτωση οδηγεί σε υποβάθμιση της απόδοσής του και σε μεταβολή των αεροδυναμικών συντελεστών του. Συγκεκριμένα ο συντελεστής άνωσης μειώνεται ενώ αντίθετα ο συντελεστής αντίστασης αυξάνεται. |
| author2 |
Μάργαρης, Διονύσιος |
| author_facet |
Μάργαρης, Διονύσιος Σταμάτης, Μάριος |
| format |
Thesis |
| author |
Σταμάτης, Μάριος |
| author_sort |
Σταμάτης, Μάριος |
| title |
Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_short |
Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_full |
Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_fullStr |
Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική μελέτη με το Realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_sort |
υπολογιστική μελέτη με το realizable k-ε μοντέλο τύρβης για 2d πολυφασική ροή αέρα - νερού - χαλαζιού γύρω από αεροτομή s809 με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| publishDate |
2019 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12687 |
| work_keys_str_mv |
AT stamatēsmarios ypologistikēmeletēmetorealizablekemontelotyrbēsgia2dpolyphasikēroēaeranerouchalaziougyrōapoaerotomēs809meepharmogēsepterygioanemokinētēra AT stamatēsmarios computationalstudyofa2dairwaterhailmultiphaseflowovers809airfoilwithapplicationonawindturbinebladeusingtherealizableketurbulencemodel |
| _version_ |
1771297135552102400 |
