شبیه سازی عددی توربین های بادی مگنوس با استوانه های دوار
Abstract
هدف از این پایان نامه، شبیه سازی عددی توربین های بادی مگنوس با استوانه های دوار توسط نرم افزار ansys cfx و نهایتا ترسیم نمودار c_p بر حسب ? برای آنها می باشد، تا بتوان بازده آنها را با سایر توربین های بادی موجود مقایسه نمود.بر این اساس ابتدا یک استوانه ساکن و دوار در جریان هوای عمود بر آن قرار گرفته وضرایب لیفت و درگ بر روی آن محاسبه گردیده-است.در این مرحله از پروژه ابتدا یک حل پایدار انجام گرفته و تقریبا از تمامی مدل های توربولانسی جهت حل مساله استفاده گردیده است.اما به علت خطای بیش از حد، که علت آن را می توان نوسانی بودن نیروهای لیفت و درگ بر روی استوانه ذکر نمود، مجدا از یک حل گذرا برای تحلیل این مساله استفاده شده و مشاهده می گردد که می توان با استفاده از یک حل گذرا و مدل توربولانسی bsl جواب های نسبتا مناسبی را بدست آورد.حال با تعیین بهترین مدل برای تحلیل جریان بر روی استوانه؛ یعنی مدل bsl ؛ این مدل به عنوان مبنای محاسبات قرار گرفته است.در ادامه پروژه نیز با در نظر گرفتن دو نوع مدل مختلف برای شبیه-سازی توربین های بادی مگنوس، نتایج این شبیه سازی با نتایج کار تجربی انجام گرفته در این زمینه مقایسه گردیده است.نهایتا در انتهای پروژه نیز با افزایش سرعت زاویه ای استوانه ؛ به عنوان پره توربین؛ از 300 تا 8000 دور بر دقیقه نمودار c_p بر حسب ? برای این نوع از توربین ها ترسیم شده و می توان بازده آن را با سایر توربین های بادی موجود مقایسه نمود.در واقع می-توان با استفاده از این نمودار و در نظر گرفتن هزینه های ساخت نسبتا کمتر این توربین ها در قیاس با سایر توربین های بادی با پره-های ایرفویلی، اقتصادی بودن یا نبودن این توربین ها را نتیجه گرفت. بر این اساس، این پایان نامه در قالب پنج فصل نوشته شده است.در فصل اول، مقدمه ای مختصر پیرامون توربین های بادی مگنوس و مروری بر کارهای قبلی انجام شده در این زمینه ارائه شده است. در فصل 2 نیز مختصری راجع به جریان های ایده آل بیان شده-است.در فصل 3، معادلات حاکم بر جریان های لزج، مدل های مختلف توربولانسی و مزایا و معایب هر یک تشریح گردیده است.در فصل 4، هندسه مساله و نتایج بدست آمده در قالب نمودار، خطوط جریان و کانتورهای موردنیاز بیان شده است.نهایتا فصل 5 نیز، شامل یک نتیجه گیری کلی و چند پیشنهاد، جهت توسعه کار انجام گرفته می باشد.