Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα
Κύριος σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης της τριφασικής ροής αέρα–νερού–χαλαζιού στα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά μίας αεροτομής S809, για αριθμούς Reynolds Re = 1.5x10^6 και Re = 2.5x10^6. Επίσης, υπολογίζεται η μείωση του συντελεστή ισχύος ενός ανεμοκινητήρ...
| Κύριοι συγγραφείς: | , |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/13391 |
| id |
nemertes-10889-13391 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-133912022-09-05T05:38:30Z Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα Computational study of 2D air-water-hail multiphase flow over a S809 airfoil for different turbulence models, with application on wind turbine blades Γεωργακόπουλος, Αλέξιος-Γεράσιμος Λέκκας, Δημήτριος Μάργαρης, Διονύσιος Μάργαρης, Διονύσιος Πανίδης, Θρασύβουλος Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος Georgakopoulos, Alexios-Gerasimos Lekkas, Dimitrios Τριφασική ροή Αεροτομή Υπολογιστική ρευστοδυναμική Χαλάζι Three-phase flow Airfoil Computational fluid dynamics (CFD) Hail Κύριος σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης της τριφασικής ροής αέρα–νερού–χαλαζιού στα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά μίας αεροτομής S809, για αριθμούς Reynolds Re = 1.5x10^6 και Re = 2.5x10^6. Επίσης, υπολογίζεται η μείωση του συντελεστή ισχύος ενός ανεμοκινητήρα υπό την επίδραση της συγκεκριμένης τριφασικής ροής. Αρχικά, πραγματοποιούνται αναφορές σε βασικά αεροδυναμικά μεγέθη, στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των αεροτομών, καθώς και στον υπολογισμό των βασικών αεροδυναμικών δυνάμεων. Έπειτα, περιγράφεται η έννοια των πολυφασικών ροών και ο τρόπος προσομοίωσης τόσο των σωματιδίων χαλαζιού, όσο και των σταγόνων νερού. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις βασικές αρχές της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής και στα μοντέλα τύρβης SST k-ω και Realizable k-ε, που χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη εργασία. Ακολουθούν οι προσεγγίσεις Euler–Lagrange και Euler–Euler , όπου χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση των πολυφασικών ροών. Επίσης, γίνεται αναφορά στο μοντέλο διακριτής φάσης (Discrete Phase Model – DPM), με το οποίο πραγματοποιήθηκε η ροή των σωματιδίων χαλαζιού και νερού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την υπολογιστική μελέτη, η οποία πραγματοποιήθηκε σε δύο στάδια. Πρώτα έγινε μελέτη της μονοφασικής ροής αέρα γύρω από την αεροτομή κι έπειτα της τριφασικής ροής αέρα–νερού–χαλαζιού. Τέλος, γίνεται εκτίμηση του συντελεστή ισχύος ανεμοκινητήρα, με πτερύγια κατασκευασμένα από την αεροτομή S809, με χρήση του εμπειρικού τύπου του Wilson, καθώς και παρουσιάζονται συγκεντρωτικά τα συμπεράσματα της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. The aim of the present diploma thesis is the computational study of the aerodynamic behavior of S809 airfoil in air-water-hail three-phase flow, for two Reynolds numbers Re = 1.5x10^6 and Re = 2.5x10^6. Also, the power coefficient of wind turbine under the impulse of the three-phase flow is estimated. Initially, references are made to the basic aerodynamic magnitudes, the geometric characteristics of the airfoil and the calculation of the basic aerodynamic forces. Afterwards, a description of what a multiphase flow means and the way of how the particles of water and hail are being simulated, follows. The fourth chapter presents the basic principles of computational fluid dynamics and turbulence models of SST k-ω and Realizable k-ε, which have been selected for this specific study. The Euler-Lagrange and Euler-Euler approaches, which model multiphase flows, and the Discrete Phase Model (DPM), which simulates the flow of water and hail particles, are described. In addition to that, the results of the computational study are presented. The computational study completed in two stages, first the air one-phase flow took place and then, the air-water-hail three-phase flow. Finally, the power coefficient of wind turbine with blades made by S809 airfoil is estimated, using the Wilson’s empirical equation and the conclusions of this thesis are presented. 2020-03-25T21:14:36Z 2020-03-25T21:14:36Z 2020-03-04 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13391 gr 0 application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τριφασική ροή Αεροτομή Υπολογιστική ρευστοδυναμική Χαλάζι Three-phase flow Airfoil Computational fluid dynamics (CFD) Hail |
| spellingShingle |
Τριφασική ροή Αεροτομή Υπολογιστική ρευστοδυναμική Χαλάζι Three-phase flow Airfoil Computational fluid dynamics (CFD) Hail Γεωργακόπουλος, Αλέξιος-Γεράσιμος Λέκκας, Δημήτριος Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| description |
Κύριος σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης της τριφασικής ροής αέρα–νερού–χαλαζιού στα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά μίας αεροτομής S809, για αριθμούς Reynolds Re = 1.5x10^6 και Re = 2.5x10^6. Επίσης, υπολογίζεται η μείωση του συντελεστή ισχύος ενός ανεμοκινητήρα υπό την επίδραση της συγκεκριμένης τριφασικής ροής. Αρχικά, πραγματοποιούνται αναφορές σε βασικά αεροδυναμικά μεγέθη, στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των αεροτομών, καθώς και στον υπολογισμό των βασικών αεροδυναμικών δυνάμεων. Έπειτα, περιγράφεται η έννοια των πολυφασικών ροών και ο τρόπος προσομοίωσης τόσο των σωματιδίων χαλαζιού, όσο και των σταγόνων νερού. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις βασικές αρχές της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής και στα μοντέλα τύρβης SST k-ω και Realizable k-ε, που χρησιμοποιήθηκαν στη συγκεκριμένη εργασία. Ακολουθούν οι προσεγγίσεις Euler–Lagrange και Euler–Euler , όπου χρησιμοποιούνται για τη μοντελοποίηση των πολυφασικών ροών. Επίσης, γίνεται αναφορά στο μοντέλο διακριτής φάσης (Discrete Phase Model – DPM), με το οποίο πραγματοποιήθηκε η ροή των σωματιδίων χαλαζιού και νερού. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την υπολογιστική μελέτη, η οποία πραγματοποιήθηκε σε δύο στάδια. Πρώτα έγινε μελέτη της μονοφασικής ροής αέρα γύρω από την αεροτομή κι έπειτα της τριφασικής ροής αέρα–νερού–χαλαζιού. Τέλος, γίνεται εκτίμηση του συντελεστή ισχύος ανεμοκινητήρα, με πτερύγια κατασκευασμένα από την αεροτομή S809, με χρήση του εμπειρικού τύπου του Wilson, καθώς και παρουσιάζονται συγκεντρωτικά τα συμπεράσματα της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας. |
| author2 |
Μάργαρης, Διονύσιος |
| author_facet |
Μάργαρης, Διονύσιος Γεωργακόπουλος, Αλέξιος-Γεράσιμος Λέκκας, Δημήτριος |
| format |
Thesis |
| author |
Γεωργακόπουλος, Αλέξιος-Γεράσιμος Λέκκας, Δημήτριος |
| author_sort |
Γεωργακόπουλος, Αλέξιος-Γεράσιμος |
| title |
Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_short |
Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_full |
Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_fullStr |
Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή S809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| title_sort |
υπολογιστική μελέτη με διάφορα μοντέλα τύρβης για 2d πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού γύρω από αεροτομή s809, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/13391 |
| work_keys_str_mv |
AT geōrgakopoulosalexiosgerasimos ypologistikēmeletēmediaphoramontelatyrbēsgia2dpolyphasikēroēaeranerouchalaziougyrōapoaerotomēs809meepharmogēsepterygioanemokinētēra AT lekkasdēmētrios ypologistikēmeletēmediaphoramontelatyrbēsgia2dpolyphasikēroēaeranerouchalaziougyrōapoaerotomēs809meepharmogēsepterygioanemokinētēra AT geōrgakopoulosalexiosgerasimos computationalstudyof2dairwaterhailmultiphaseflowoveras809airfoilfordifferentturbulencemodelswithapplicationonwindturbineblades AT lekkasdēmētrios computationalstudyof2dairwaterhailmultiphaseflowoveras809airfoilfordifferentturbulencemodelswithapplicationonwindturbineblades |
| _version_ |
1771297143901913088 |
