Μελέτη αεροδυναμικής συμπεριφοράς ανεμογεννήτριας οριζοντίου άξονα τριών πτερυγίων με την [sic] χρήση μεθόδων της ρευστοδυναμικής

• Κύριος συγγραφέας: Καραχάλιος, Νικόλαος
• Άλλοι συγγραφείς: Karachalios, Nikolaos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Αεροδυναμική συμπεριφορά; Αεροτομές; Πτερύγια; Υπολογιστική ρευστοδυναμική; Ανεμογεννήτριες; Computational Fluid Dynamics (CFD); Wind turbines

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της αεροδυναμικής συμπεριφοράς μιας ανεμογεννήτριας οριζοντίου άξονα τριών πτερυγίων. Για την σχεδίαση της ανεμογεννήτριας χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα SolidWorks, ενώ η αεροδυναμική μελέτη έγινε με την μαθητική έκδοση του προγράμματος ANSYS Fluent. Στο πρώτο σκέλος της παρούσας εργασίας γίνονται βιβλιογραφικές αναφορές στους νόμους της ρευστοδυναμικής και παρουσιάζεται η συμπεριφορά του ανέμου γύρω από μια αεροτομή. Επιπλέον, γίνονται αναφορές σε διάφορες υπολογιστικές μεθόδους και στην αποτελεσματικότητα αυτών. Η προσομοίωση του φαινομένου έγινε με την χρήση μοντέλων της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής. Όσον αφορά το πλέγμα του μοντέλου, έχει την απαιτούμενη πυκνότητα για την καλύτερη δυνατή ανάλυση του οριακού στρώματος. Η προσομοίωση της τυρβώδους ροής έγινε με το μοντέλο RANS k-ω SSt, το οποίο προβλέπει σε αρκετά μεγάλο βαθμό την συμπεριφορά της ροής όταν αυτή έρχεται σε επαφή με τα πτερύγια. Η προσομοίωση που έγινε αφορά μια ανεμογεννήτρια ονομαστικής ισχύος 500 Watt, της οποίας η συμπεριφορά μελετήθηκε για ανέμους ταχύτητας 1 m/s. Η προσομοίωση επαναλήφθηκε τρεις φορές για τρεις διαφορετικούς λόγους ταχυτήτων και έγινε μελέτη της αποδοτικότητας της ανεμογεννήτριας για κάθε έναν από τους λόγους ταχύτητας. Αφού συγκρίθηκαν οι διαφορετικές αποδόσεις της ανεμογεννήτριας και εντοπίστηκε η μεγαλύτερη, μελετήθηκαν οι μεταβολές στην ταχύτητα και στην πίεση του ανέμου. Τέλος, μελετήθηκαν οι επιπτώσεις της περιστροφικής κίνησης της ανεμογεννήτριας, ενώ δόθηκε έμφαση στους στροβιλισμούς που δημιουργούνται εξαιτίας αυτής.