Численное моделирование обтекания ветроколеса с вращающимися цилиндрическими лопастями.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2021No1/51-56Ключевые слова:
ветровое колесо, ANSYS, вращающийся цилиндр, математическая модель, момент сил.Аннотация
"В статье обсуждаются результаты численного моделирования обтекания ветроколеса с лопастями в виде вращающихся цилиндров на основе программного комплекса ANSYS. Преимуществом ветроэнергетической установки с вращающимися цилиндрическими лопастями по сравнению с традиционными лопастными установками является возможность запуска и начала выработки электроэнергии при скорости ветра (2-3) м/с. Разработана математическая модель на основе трехмерных уравнений Навье-Стокса во вращающейся системе. Сформулированы соотвествующие граничные условия. Показаны области поля скорости с турбулентными вихрями, которые образуются при больших числах Рейнольдса. Определена степень влияния угловой скорости вращения ветроколеса на величину момента сил при различных скоростях набегающего воздушного "
Библиографические ссылки
"1 Shedlovskii I. A. Experimental study of a multi-blade wind wheel model. Tekhn. Mekhanіka. 2017, No. 2, pp. 61 – 72. [in Russian]
Bychkov N.M., Dovgal A.V., Kozlov V.V. Magnus wind turbines as an alternative to the blade ones. Journal of Physics: Conference Series. 2007, Vol. 75, pp. 012004.
Isaev S.A., Baranov P.A., Kudriavtsev N.A., Zhukova Iu.V. Numerical simulation of unsteady heat exchange at a turbulent flow around a circular cylinder. Part 1. Methodic study. Thermophysics and Aeromechanics. 2005, Vol.12, No.1, pp. 27-38.
Marzuki O.F., Mohd Rafie A.S., Romli F.I., et al. An overview of horizontal-axis Magnus wind turbines. AEROTECH VII - Sustainability in Aerospace Engineering and Technology. Proceeding of the IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2018, Vol. 405, pp. 012011.
Bobkov V. G., Bondarev A.E., Zhukov V. T., Manukovskii K.V., Novikova N.D., Feodoritova O. B. Numerical simulation of dynamics of vertical-axis wind turbines. Preprint. The Keldysh Institute of Applied Mathematics of the RAS. 2019, No. 119, 25 p. doi:10.20948/prepr-2019-119 [in Russian]
Obukhov S.G. A method for modeling the mechanical characteristics of low-power wind turbines. Alternative energy and ecology. 2011, No. 1(93), pp. 12 – 17.
Lee K.-J., Yang H.-D., Park S.-H., et al. Characteristics of Mechanical and Electrical Power Transmission for Small-Scaled Wind Turbine. World Journal of Engineering and Technology. 2016, Vol.4, No. 3D, October 2016. DOI: 10.4236/wjet.2016.43D011 .
Singh M., Santoso S. Dynamic Models for Wind Turbines and Wind Power Plants. National Renewable Energy Laboratory. Texas, University of Texas at Austin, 2011, 115 p.
ANSYS Fluent software. Available at: www.ansys.com/products/fluids/ansys-fluent
Computer modeling of 3D-models of aviation equipment and engineering calculations. Available at: www.ipm ce.ru/custom/vsop/themes/3dmodel/
Kussaiynov К., Sakipova S.E., Tanasheva N.K., Kambarova Zh.T., et al. Wind turbine based on the Magnus effect. Innovative patent No. 30462. Publ. 23.09.2015, 7 p.
Sakipova S.E., Tanasheva N.K., Minkov L.L. Modeling aerodynamics of a wind turbine with cylindrical blades in a turbulent air flow. Eurasian Physical Technical Journal. Karaganda, 2020, Vol.17, No. 1(33), pp. 106 -112.
Moon J.S., Manuel L. Toward understanding waked flow fields behind a wind turbine using proper orthogonal decomposition. Journal of Renewable and Sustainable Energy. 2012, Vol. 13, pp. 023302; doi.org/10.1063/5.0035751
"
