| Περίληψη: | Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία γίνεται υπολογιστική μελέτη της βροχόπτωσης γύρω από την αεροτομή NACA 63-015A, για χαμηλό αριθμό Reynolds και διάφορες συνθήκες βροχόπτωσης. Αρχικά, γίνεται αναφορά, στην ανάγκη χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών, στο αιολικό δυναμικό της Ελλάδας, στην εκμετάλλευση του με την χρήση ανεμοκινητήρων και γίνεται μία μικρή βιβλιογραφική ανασκόπηση.
Το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται στην αιολική ενέργεια και στους ανεμοκινητήρες οι οποίοι χωρίζονται σε οριζόντιου και κατακόρυφου άξονα. Καταγράφονται οι ορισμοί του συντελεστή ισχύος και των χαρακτηριστικών τιμών των ταχυτήτων και περιγράφεται ο θεωρητικός υπολογισμός του αιολικού δυναμικού.
Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στην βασική αεροδυναμική όπου καταγράφονται τα αεροδυναμικά μεγέθη. Στην συνέχεια γίνεται αναφορά στις αεροτομές, στα βασικά τους γεωμετρικά χαρακτηριστικά, στην τυποποίηση των αεροτομών και πιο αναλυτικά των σειρών NACA και στην τυποποίηση της NACA 63-015A. Επιπλέον, σχολιάζεται η αεροδυναμική τους, δηλαδή ο συντελεστής άνωσης σε ιδεώδη και πραγματική ροή και γίνεται αναφορά στους αδιάστατους συντελεστές και στις δυνάμεις που τους ασκούνται.
Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται, η διφασική ροή και τα μοντέλα της και καταγράφονται οι μηχανισμοί επίδρασης της βροχόπτωσης στην αεροδυναμική της αεροτομής, ενώ στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στην θεωρία του οριακού στρώματος.
Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στην υπολογιστική ρευστοδυναμική. Αρχικά παρουσιάζονται τα πιο σημαντικά μοντέλα τύρβης του Fluent. Στη συνέχεια παρουσιάζεται το υπολογιστικό πλέγμα γύρω από την αεροτομή NACA 63-015A και αναφέρονται οι δύο διαφορετικές προσεγγίσεις για τη μοντελοποίηση των πολυφασικών ροών, που είναι η Euler-Lagrange και η Euler-Euler, το μοντέλο Discrete Phase Model (DPM) για την μοντελοποίηση των σταγονιδίων και το μοντέλο Taylor Analogy Breakup (TAB) για την διάσπασή τους.
Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της υπολογιστικής μελέτης. Πρώτα μελετήθηκε η μονοφασική ροή αέρα γύρω από την αεροτομή τύπου NACA 63-015A, για γωνίες προσβολής 0˚, ±3˚, ±5˚, ±9˚, 12˚, 14˚και 16˚ και για αριθμό Reynolds Re=106, με μοντέλο τύρβης το Realizable k-ε και στην συνέχεια η διφασική ροή αέρα-νερού για τις ίδιες γωνίες προσβολής, αριθμό Reynolds και μοντέλο τύρβης, για περιεκτικότητες νερού LWC=30,45,60 g/m3 (Liquid Water Content). Παρατηρήθηκε ότι η εισαγωγή σταγονιδίων στην ροή επηρεάζει αρνητικά την αεροδυναμική συμπεριφορά της, δηλαδή μειώνεται ο συντελεστή άνωσης και αυξάνεται ο συντελεστή αντίστασης. Τέλος, στο έβδομο κεφάλαιο καταγράφονται τα συμπεράσματα της μελέτης.
|
|---|
