| Περίληψη: | Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται μια μελέτη μονοφασικής ροής γύρω από έναν ανεμοκινητήρα μικρής κλίμακας. Η μελέτη διεξάγεται σε διάφορους αριθμούς Reynolds, με την χρήση τριών διαφορετικών μοντέλων τύρβης, του Spalart-Allmaras, του Realizable K-epsilon και του K-omega SST και αποτελείται από δυο μέρη, το υπολογιστικό και το πειραματικό. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι, η θεωρητική σχεδίαση και η ανάλυση της αεροδυναμικής συμπεριφοράς ενός μικρής κλίμακας, οριζοντίου άξονα ανεμοκινητήρα, ο οποίος σε συνθήκες λειτουργίας ταχύτητας ανέμων 8m/s, θα είναι ικανός να παρουσιάζει ονομαστική ισχύ της τάξεως των 850W περίπου, ώστε να μπορεί να καλύψει τις βασικές ανάγκες ηλεκτροδότησης ενός μέσου νοικοκυριού.
Αρχικά, γίνεται ανάλυση και επιλογή των ιδανικότερων για την παρούσα μελέτη αεροτομών, με την βοήθεια του λογισμικού QBlade. Με αυτόν τον τρόπο καταλήγουμε στην δημιουργία πτερυγίων ανεμοκινητήρα, τα οποία αποτελούνται από την αεροτομή SG6043 στην ρίζα, την SG6042 στο μέσο και την αεροτομή SG6041 στο άκρο και σχεδιάζονται με γραμμικά μειούμενη συστροφή. Ακολουθεί η υπολογιστική μελέτη του εν λόγω πτερυγίου, με την βοήθεια του υπολογιστικού πακέτου ANSYS Fluent CFD, όπου πραγματοποιείται προσομοίωση της ροής γύρω από το πτερύγιο, για διάφορες ταχύτητες, γωνίες προσβολής και μοντέλα τύρβης.
Στην συνέχεια κατασκευάζεται με την χρήση του σχεδιαστικού λογισμικού Solidworks και ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή, ένα υπό κλίμακα μοντέλο του πτερυγίου, το οποίο μελετάται τόσο πειραματικά σε κατάλληλη αεροσήραγγα, όσο και υπολογιστικά. Γίνεται σύγκριση των πειραματικών και υπολογιστικών αποτελεσμάτων από την ανάλυση του δοκιμίου, όπου και εξάγονται αξιόπιστα αποτελέσματα και συμπεράσματα σχετικά με την ροή και τα χρησιμοποιούμενα μοντέλα.
Τέλος, πραγματοποιείται η υπολογιστική μελέτη του ανεμοκινητήρα με το καταλληλότερο μοντέλο τύρβης, το οποίο προτάθηκε από την μελέτη του υπό κλίμακα πτερυγίου, σε διάφορες ταχύτητες προσπίπτουσας ροής και εξάγονται τα τελικά αποτελέσματα και συμπεράσματα σχετικά με την απόδοση του ανεμοκινητήρα.
|
|---|
