Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση
Στην παρούσα Διπλωματική εργασία γίνεται υπολογιστική μελέτη χαλαζόπτωσης γύρω από αεροτομή SG 6050 για αριθμό Reynolds Re=106. Εισαγωγικά γίνεται αναφορά στην παγκόσμια ανάγκη για χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, στο ρόλο της αιολικής ενέργειας σε αυτήν την προσπάθεια καθώς και στον Ευρωπαϊκό καν...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2021
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14973 |
| id |
nemertes-10889-14973 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Υπολογιστική ρευστοδυναμική Χαλάζι Computational Fluid Dynamics (CFD) Hail |
| spellingShingle |
Υπολογιστική ρευστοδυναμική Χαλάζι Computational Fluid Dynamics (CFD) Hail Καρακατσάνης, Αθανάσιος Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| description |
Στην παρούσα Διπλωματική εργασία γίνεται υπολογιστική μελέτη χαλαζόπτωσης γύρω από αεροτομή SG 6050 για αριθμό Reynolds Re=106. Εισαγωγικά γίνεται αναφορά στην παγκόσμια ανάγκη για χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, στο ρόλο της αιολικής ενέργειας σε αυτήν την προσπάθεια καθώς και στον Ευρωπαϊκό κανονισμό που έχει δημιουργηθεί τις τελευταίες δεκαετίες και έχει σαν στόχο την κάλυψη ενός ποσοστού της παραγωγής ενέργειας από Πράσινες πηγές. Στο επόμενο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους ανεμοκινητήρες, στην κατάταξη τους ανάλογα με την αρχή λειτουργίας τους καθώς και στον τρόπο υπολογισμού του συντελεστή ισχύος. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των αεροτομών καθώς και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της αεροτομής που μελετάται. Επιπλέον αναφέρεται η βασική αεροδυναμική που αφορά την ροή ρευστών γύρω από αεροτομές με αναφορά στα αεροδυναμικά μεγέθη, το οριακό στρώμα, την αντίσταση ροής καθώς και του φαινομένου της αποκόλλησης. Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στις πολυφασικές ροές και στην μοντελοποίηση των σταγόνων νερού και των χαλαζόκοκκων όπως θα χρησιμοποιηθούν για την υπολογιστική μελέτη. Το πέμπτο κεφάλαιο ασχολείται με την υπολογιστική ρευστοδυναμική. Παρουσιάζονται οι εξισώσεις Navier-Stokes και αναλύεται ο τρόπος επίλυσης προβλημάτων ροής με το πακέτο Αnsys Fluent. Στο επόμενο κεφάλαιο περιγράφεται η διαδικασία που ακολουθήθηκε για την υπολογιστική προσομοίωση της ροής που μελετάται. Εν συνεχεία αναφέρεται το μοντέλο τύρβης που χρησιμοποιήθηκε (Realizable k-ε) καθώς και μοντέλο του λογισμικού ANSYS Fluent 16.0 που χρησιμοποιείται για την μοντελοποίηση της πολυφασικής ροής (Discrete Face Model–DPM). Στο έβδομο κεφάλαιο εκτίθενται τα αποτελέσματα που προέκυψαν με την μορφή διαγραμμάτων και οπτικοποιημένων μέσων που διαθέτει το πακέτο Αnsys Fluent, πρώτα για μονοφασική ροή αέρα και έπειτα για πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της μελέτης. |
| author2 |
Karakatsanis, Athanasios |
| author_facet |
Karakatsanis, Athanasios Καρακατσάνης, Αθανάσιος |
| author |
Καρακατσάνης, Αθανάσιος |
| author_sort |
Καρακατσάνης, Αθανάσιος |
| title |
Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| title_short |
Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| title_full |
Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| title_fullStr |
Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| title_sort |
υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση |
| publishDate |
2021 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14973 |
| work_keys_str_mv |
AT karakatsanēsathanasios ypologistikēmeletēaerotomēstripterygouanemokinētērasechalazoptōsē AT karakatsanēsathanasios computationalstudyofanairfoilofathreebladedwindturbineoperatingunderhailstormconditions |
| _version_ |
1771297172779696128 |
| spelling |
nemertes-10889-149732022-09-05T06:57:54Z Υπολογιστική μελέτη αεροτομής τριπτέρυγου ανεμοκινητήρα σε χαλαζόπτωση Computational study of an airfoil of a three-bladed wind turbine operating under hailstorm conditions Καρακατσάνης, Αθανάσιος Karakatsanis, Athanasios Υπολογιστική ρευστοδυναμική Χαλάζι Computational Fluid Dynamics (CFD) Hail Στην παρούσα Διπλωματική εργασία γίνεται υπολογιστική μελέτη χαλαζόπτωσης γύρω από αεροτομή SG 6050 για αριθμό Reynolds Re=106. Εισαγωγικά γίνεται αναφορά στην παγκόσμια ανάγκη για χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, στο ρόλο της αιολικής ενέργειας σε αυτήν την προσπάθεια καθώς και στον Ευρωπαϊκό κανονισμό που έχει δημιουργηθεί τις τελευταίες δεκαετίες και έχει σαν στόχο την κάλυψη ενός ποσοστού της παραγωγής ενέργειας από Πράσινες πηγές. Στο επόμενο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στους ανεμοκινητήρες, στην κατάταξη τους ανάλογα με την αρχή λειτουργίας τους καθώς και στον τρόπο υπολογισμού του συντελεστή ισχύος. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των αεροτομών καθώς και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της αεροτομής που μελετάται. Επιπλέον αναφέρεται η βασική αεροδυναμική που αφορά την ροή ρευστών γύρω από αεροτομές με αναφορά στα αεροδυναμικά μεγέθη, το οριακό στρώμα, την αντίσταση ροής καθώς και του φαινομένου της αποκόλλησης. Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στις πολυφασικές ροές και στην μοντελοποίηση των σταγόνων νερού και των χαλαζόκοκκων όπως θα χρησιμοποιηθούν για την υπολογιστική μελέτη. Το πέμπτο κεφάλαιο ασχολείται με την υπολογιστική ρευστοδυναμική. Παρουσιάζονται οι εξισώσεις Navier-Stokes και αναλύεται ο τρόπος επίλυσης προβλημάτων ροής με το πακέτο Αnsys Fluent. Στο επόμενο κεφάλαιο περιγράφεται η διαδικασία που ακολουθήθηκε για την υπολογιστική προσομοίωση της ροής που μελετάται. Εν συνεχεία αναφέρεται το μοντέλο τύρβης που χρησιμοποιήθηκε (Realizable k-ε) καθώς και μοντέλο του λογισμικού ANSYS Fluent 16.0 που χρησιμοποιείται για την μοντελοποίηση της πολυφασικής ροής (Discrete Face Model–DPM). Στο έβδομο κεφάλαιο εκτίθενται τα αποτελέσματα που προέκυψαν με την μορφή διαγραμμάτων και οπτικοποιημένων μέσων που διαθέτει το πακέτο Αnsys Fluent, πρώτα για μονοφασική ροή αέρα και έπειτα για πολυφασική ροή αέρα-νερού-χαλαζιού. Τέλος παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της μελέτης. This thesis aims to present a computational study of hailstorm conditions over a SG 6050 airfoil at Reynolds number Re=106 and various rainfall conditions. Introductory reference is made to the global need for the use of renewable energy sources, the role of wind energy in this effort as well as the European regulation that has been created in recent decades and aims to cover a percentage of energy production from Green sources. The next chapter refers to the wind turbines, their classification according to their principle of operation as well as the way of calculating the power factor. The third chapter presents the basic characteristics of the airfoils as well as the special characteristics of the airfoil under study. In addition, the basic aerodynamics regarding the flow of fluids around airfoils is mentioned with reference to the aerodynamic quantities, the boundary layer, the flow resistance as well as the detachment phenomenon. The fourth chapter deals with multiphase flows and the modeling of water droplets and hail as will be used for the computational study. The fifth chapter deals with computational fluid dynamics. The Navier-Stokes equations are presented and the way to solve flow problems with the Ansys Fluent package is analyzed. The next chapter describes the procedure followed for the computational simulation of the flow under study. The turbulence model used (Realizable k-e) as well as the ANSYS Fluent 16.0 software model used for multi-phase flow modeling (Discrete Face Model – DPM) are reported below. The seventh chapter presents the results obtained in the form of diagrams and visualized media available in the Ansys Fluent package, first for single-phase air flow and then for multi-phase air-water-hail flow. Finally, the conclusions of the study are presented. 2021-07-12T06:08:56Z 2021-07-12T06:08:56Z 2021-06-16 http://hdl.handle.net/10889/14973 gr application/pdf |
