| Περίληψη: | Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία μελετάται η υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα – νερού γύρω από την αεροτομή S809. Αρχικά, αναφέρεται η ανάγκη χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών, συγκεκριμένα της αιολικής ενέργειας με τη χρήση ανεμοκινητήρων, καθώς και το διαθέσιμο αιολικό δυναμικό της Ελλάδας. Στη συνέχεια γίνεται μία αναφορά στην αιολική ενέργεια και τους ανεμοκινητήρες. Αναφέρονται οι αεροτομές, τα γεωμετρικά τους χαρακτηριστικά και η τυποποίηση αυτών, αλλά και η αεροτομή S809 η οποία μελετάται. Έπειτα αναφέρεται η βασική αεροδυναμική. Δίνονται τα αεροδυναμικά μεγέθη και αναφέρεται η αεροδυναμική των αεροτομών. Ακολουθεί η περιγραφή της διφασικής ροής και αναφέρεται η διφασική ροή αέρα- νερού στην αεροτομή. Στην συνέχεια γίνεται μία αναφορά στην υπολογιστική ρευστοδυναμική και την μοντελοποίηση της τύρβης και παρουσιάζεται το μοντέλο τύρβης που χρησιμοποιήθηκε στη συγκεκριμένη εργασία, το οποίο είναι το Realizable k-ε. Aκολουθούν οι δύο προσεγγίσεις Euler-Euler και Euler-Lagrange που χρησιμοποιούνται για την μοντελοποίηση της διφασικής ροής, το μοντέλο διακριτής φάσης (Discrete Phase Model - DPM) που χρησιμοποιείται για την μοντελοποίηση του φαινομένου της βροχής, καθώς και το μοντέλο Taylor Analogy Breakup – ΤΑΒ που χρησιμοποιείται για την μοντελοποίηση της διάσπασης των σταγονιδίων. Επιπλέον γίνεται αναφορά στην ελάχιστη επιτρεπόμενη απόσταση μεταξύ των σταγονιδίων. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η μοντελοποίηση της μονοφασικής ροής αέρα στο Fluent καθώς και της διφασικής ροής αέρα- νερού. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την υπολογιστική μελέτη. Πρώτα μελετήθηκε η μονοφασική ροή αέρα γύρω από την αεροτομή τύπου S809 για γωνίες προσβολής 0˚, ±3˚, ±5˚, ±9˚, 12˚, 14˚και 16˚ και για αριθμό Reynolds Re=106 με το μοντέλο τύρβης Realizable k-ε και στη συνέχεια η διφασική ροή αέρα – νερού για περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής (Liquid Water Content) LWC= 30g/m3 και LWC= 45 g/m3. Τέλος παρουσιάζονται συγκεντρωτικά τα αποτελέσματα της εργασίας, όπου επιβεβαιώνεται η υποβάθμιση του συντελεστή άνωσης με την αύξηση της περιεκτικότητας της περιεχόμενης βροχής.
|
|---|
