Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds
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, καθ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/12908 |
| id |
nemertes-10889-12908 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Αεροτομή S809 Αεροδυναμική Συνθήκες βροχής Airfoil S809 Aerodynamics Liquid water content |
| spellingShingle |
Αεροτομή S809 Αεροδυναμική Συνθήκες βροχής Airfoil S809 Aerodynamics Liquid water content Σούκουλη, Λουκία Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds |
| description |
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. |
| author2 |
Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος |
| author_facet |
Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος Σούκουλη, Λουκία |
| format |
Thesis |
| author |
Σούκουλη, Λουκία |
| author_sort |
Σούκουλη, Λουκία |
| title |
Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds |
| title_short |
Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds |
| title_full |
Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds |
| title_fullStr |
Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds |
| title_sort |
υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή s809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό reynolds |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12908 |
| work_keys_str_mv |
AT soukoulēloukia ypologistikēprosomoiōsētēsdiphasikēsroēsaeranerougyrōapoaerotomēs809giadiaphoresperiektikotētesperiechomenēsbrochēskaigiachamēloarithmoreynolds AT soukoulēloukia computationalsimulationoftwophaseairwaterflowoveras809airfoilforvariousrainconcentrationsandlowreynoldsnumber |
| _version_ |
1771297172775501824 |
| spelling |
nemertes-10889-129082022-09-05T06:58:42Z Υπολογιστική προσομοίωση της διφασικής ροής αέρα-νερού γύρω από αεροτομή S809, για διάφορες περιεκτικότητες περιεχόμενης βροχής και για χαμηλό αριθμό Reynolds Computational simulation of two phase air-water flow over a S809 airfoil for various rain concentrations and low Reynolds number Σούκουλη, Λουκία Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος Πανίδης, Θρασύβουλος Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος Soukouli, Loukia Αεροτομή S809 Αεροδυναμική Συνθήκες βροχής Airfoil S809 Aerodynamics Liquid water content 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. This diploma thesis studies the computational simulation of two phase air-water flow over a S809 airfoil. First of all, the need of using renewable energy sources, especially wind energy with the use of wind turbines, is referenced. The available wind power in Greece is referenced too. The wind energy, the wind turbines, the geometry and the standardization of airfoils and the S809 airfoil are mentioned. Then the basic aerodynamics are referenced, especially the lift, drag, torque and the aerodynamic over an airfoil. The two phase flow is described as also the two phase air-water flow over an airfoil. The computational fluid dynamics and the turbulence modeling are presented and the turbulence model used in this particular study, which is Realizable k-ε is referenced. The two approaches used for two phase flow modeling, Euler-Euler and Euler-Lagrange, the Discrete Phase Model (DPM) used for the rain modeling and the Taylor Analogy Breakup (TAB) used for the droplet breakup, are referenced. In addition, the minimum allowable distance between the droplets is presented. Subsequently the one phase air flow and the two phase air-water flow are modeling in Fluent. The results of the computational study are presented. Firstly, the one phase air flow over a S809 airfoil is studied for angles of attack 0˚, ±3˚, ±5˚, ±9˚, 12˚, 14˚and 16˚ and for Reynolds number Re=106, using the turbulence model Realizable k-ε and then the two phase air-water flow for Liquid Water Content LWC= 30 g/m3 and LWC= 45 g/m3. Finally the results of this study are presented and the decrease of the lift coefficient by increasing the Liquid Water Content is confirmed. 2020-01-14T16:20:48Z 2020-01-14T16:20:48Z 2019-10 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12908 gr 0 application/pdf |
