Υπολογιστική μελέτη απόδοσης αεροτομής NACA 4412, για 2D πολυφασική ροή αέρα-νερού, με εφαρμογή σε πτερύγιο ανεμοκινητήρα

• Κύριος συγγραφέας: Σγίντζας, Αθανάσιος
• Άλλοι συγγραφείς: Sgintzas, Athanasios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Διφασική ροή; Υπολογιστική ρευστοδυναμική; NACA4412; Two-phase flow

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στη μελέτη της επίδρασης της βροχόπτωσης στα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά της αεροτομής NACA 4412. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το υπολογιστικό πακέτο ANSYS Fluent για αριθμό Reynolds, Re=1x106 και περιεκτικότητα περιεχόμενης βροχής (Liquid Water Content), LWC =30g/m3. Ξεκινώντας γίνεται αναφορά στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, πιο συγκεκριμένα σε εκείνη της αιολικής, καθώς και στην ανάγκη χρησιμοποίησης τους για την κάλυψη των ενεργειακών απαιτήσεων του πλανήτη. Εν συνεχεία παραθέτονται βασικές έννοιες αεροδυναμικής και αναφέρονται οι αιολικές μηχανές ως μέσω αξιοποίησης της αιολικής ενέργειας. Ταυτόχρονα γίνεται λόγος για τις αεροτομές ως βασικό τμήμα μιας αιολικής μηχανής και καταδεικνύεται η αρχή λειτουργίας τους και τα αεροδυναμικά χαρακτηριστικά τους. Έπειτα, γίνεται αναφορά στις πολυφασικές ροές και περιγράφεται η διφασική ροή αέρα νερού. Για την σαφή κατανόηση της εν λόγο μελέτης, περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιήθηκε η υπολογιστική ρευστοδυναμική για την ανάλυση και καταγραφή της συμπεριφοράς της αεροτομής στις συνθήκες του προβλήματος. Έτσι, παραθέτεται στη συνέχεια το υπολογιστικό μοντέλο προσομοίωσης τύρβης k-e realizable καθώς και τα αντίστοιχα μοντέλα προσομοίωσης πολυφασικής ροής Euler-Lagrange, Euler-Euler, το μοντέλο διακριτής φάσης DPM και το μοντέλο διάσπασης σταγονιδίων TAB. Τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης και αναφέρονται σχετικά αναλυτικά συμπεράσματα, προτάσεις βελτιστοποίησης της παρούσας μελέτης αλλά και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.