Δισδιάστατη μελέτη πτερυγίων υποθαλάσσιας γεννήτριας κατακόρυφου άξονα

• Κύριος συγγραφέας: Μαρίτσης, Χαράλαμπος
• Άλλοι συγγραφείς: Maritsis, Charalampos`
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Γεννήτρια Darrieus τύπου H; Ανάλυση αεροτομής πτερυγίων; Υποθαλάσσια γεννήτρια; Ανάλυση πλέγματος; Darrieus H type; Foil blade analysis; Tidal turbine; Mesh analysis

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την δισδιάστατη μελέτη πτερυγίων υποθαλάσσιας γεννήτριας κατακόρυφου άξονα τύπου Darrieus με σκοπό την μεγιστοποίηση της απόδοσης. Η επιδείνωση της κλιματικής αλλαγής έχει οδηγήσει στην στροφή προς τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας με σκοπό την παραγωγή καθαρής ενέργειας. Έτσι η συνεχής βελτίωση και επέκταση τους αποτελεί κύριο σκοπό, με τις υποθαλάσσιες γεννήτριες να κερδίζουν συνεχώς έδαφος στην μελέτη. Ειδικότερα οι γεννήτριες τύπου Darrieus τα τελευταία χρόνια αποτελούν μεγάλο κομμάτι της μελέτης λόγω του μικρού μεγέθους και της απόδοσης τους σε χαμηλές ταχύτητες ροής. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια ολοκληρωμένη μελέτη που περιλαμβάνει όλα τα στάδια από τον σχεδιασμό μέχρι με την υδροδυναμική ανάλυση πτερυγίων γεννήτριας Darrieus. Το πρώτο στάδιο αφορά το σχεδιασμό της γεωμετρίας των πτερυγίων της γεννήτριας αλλά και του συνολικού χώρου μέσα στον οποίο βρίσκεται, που με την σειρά του βελτιστοποιείται για ακριβέστερα αποτελέσματα. Η μελέτη του χώρου προσομοίωσης αφορά κυρίως το μέγεθος του, προκειμένου να επηρεάζει στο ελάχιστο τα αποτελέσματα, αλλά και την γεωμετρία του με στόχο την αποδοτικότερη εκμετάλλευση της υπολογιστικής ισχύος και μείωση του χρόνου προσομοίωσης. Εν συνεχεία λαμβάνει χώρα η μελέτη και βελτιστοποίηση του πλέγματος, που αποτελεί ίσως το πιο σημαντικό κομμάτι για την ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Η μελέτη του πλέγματος χωρίζεται σε δύο κομμάτια , την μελέτη παραμορφωμένων κελιών (skewness), και την μελέτη της πυκνότητας (division number). Το επόμενο κομμάτι στην μελέτη είναι η εισαγωγή των κατάλληλων περιορισμών στο μοντέλο και των αρχικών συνθηκών όπως οι ταχύτητες ροής και περιστροφής ώστε τα αποτελέσματα να είναι εύλογα και αξιόπιστα. Συνεχίζοντας γίνεται η εισαγωγή των διαφόρων τύπων πτερυγίων προς ανάλυση με κριτήρια μελέτης τον αριθμό των πτερυγίων, την καμπυλότητα αλλά και το πάχος αεροτομής. Μετά την διεξαγωγή των προσομοιώσεων παρουσιάζονται συγκριτικά αποτελέσματα με τελικό στόχο την επιλογή της βέλτιστης διάταξης πτερυγίων. Τέλος παρουσιάζονται οι μελλοντικές προοπτικές με σκοπό την συνέχιση της παρούσας ερευνητικής μελέτης.