آموزش شبیه سازی توربین باد سه پره محور افقی

توربین‌های بادی به‌طور کلی انرژی باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. امروزه با افزایش تقاضای انرژی و رو به اتمام بودن منابع سوخت فسیلی، بهره‌برداری از منابع پاک انرژی بیش از پیش اهمیت پیدا‌کرده است. انرژی باد نیز یکی از منابع مهم انرژی‌های تجدید‌پذیر است که در عین پاک بودن، به‌طور رایگان و نامحدود در اختیار همه قرار دارد. توربین های بادی با محور افقی که به اختصار HAWT یا (Horizontal Axis Wind Turbines) نیز نامیده می‌شوند، رایج ترین نوع توربین‌های بادی مورد استفاده هستند.

در توربین‌های بادی پره‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که با وزش باد به گردش درآیند. گردش پره‌ها محور درونی روتور توربین را می‌چرخاند و در نهایت بعد از تبدیل گشتاور به سرعت دورانی در جعبه‌دنده (گیربکس)، توان مکانیکی به توان الکتریکی تبدیل می‌شود.

توربین های بادی محور افقی به طور معمول قابلیت استفاده از 2 تا 6 پره را دارا می باشند.

در این آموزش سعی شده است تا جریان پیرامون یک توربین باد محور افقی با سه پره توسط نرم افزار Ansys Fluent شبیه سازی گردد.

هندسه و شبکه بندی

هندسه مورد نیاز برای شبیه سازی توربین باد سه پره که شامل پره ها، هاب نگه دارنده و دامنه حل می باشد، در نرم افزار Gambit  تولید شده است. همچنین شبکه بندی مورد نیاز نیز توسط همین نرم افزار تولید شده است. سعی شده است در نواحی نزدیک به نوک، لبه حمله و لبه فرار از شبکه بندی با کیفیت بالاتری استفاده شود تا خصوصیات جریان به خوبی قابل شناسایی باشد. نوع شبکه بندی مورد استفاده در این تحلیل از نوع بی سازمان بوده و تعداد کل سلول های تولید شده برای این هندسه برابر 785912 سلول می‌باشد.

مدل مورد استفاده

با توجه به اینکه سرعت زاویه ای دورانی روتور توربین نسبتا بالا بوده و می تواند آشفتگی زیادی را درجریان ایجاد کند، بنابراین برای تحلیل هرچه بهتر آشفتگی جریان از مدل  K-epsilone Standard استفاده شده است و همچنین برای نزدیکی دیواره از تابع Enhanced Wall Function استفاده شده است.

شرایط مرزی

یا توجه به اینکه این تحلیل با دو روش انجام شده است شرایط مرزی در دو حالت با یکدیگر متفادت می باشند.

در حالت اول برای  Cell Zone Condition به صورت Frame Motion و با سرعت 0 rad/s تعریف شده است. ورودی جریان در این حالت به صورت Velocity Inlet برای جریان هوا با سرعت 16 m/s تعریف شده است. بدنه توربین بادی به صورت Moving Wall و با سرعت زاویه‌ای 72 rad/s تعریف شده است.

در حالت دوم برای Cell Zone Condition به صورت Mesh Motion و با سرعت 72 rad/s تعریف شده است. ورودی جریان در این حالت به صورت Velocity Inlet برای جریان هوا با سرعت 4 m/s تعریف شده است.

برای این دامنه در دو حالت ذکر شده، برای خروجی جریان نیز از شرط مرزی Pressure Outlet استفاده شده است.

گسسته سازی معادلات

با توجه به نوع جریان در این تحلیل، از حلگر Pressure-Based برای حل معادلات استفاده شده و از الگوریتم Simple برای گسسته سازی معادلات کوپل شده سرعت و فشار استفاده شده است. معادلات مومنتم به صورت Second Order Upwind  گسسته سازی شده اند.

در آخر نیز نتایج حاصله به صورت کانتورهای خطوط جریان، فشار روی سطوح، بردارهای سرعت روی سطوح و همچنین سرعت سیال نشان داده شده اند.

پیشنهادات شرکت پردازشگران مهر

برای مدلسازی و شبیه سازی توربین باد سه پره محور افقی در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) با ما تماس بگیرید. شرکت ما کارشناسان را در زمینه های مختلف مهندسی جمع آوری کرده است تا از کیفیت شبیه سازی CFD اطمینان حاصل شود. شرکت مهر اولین شرکتی است که شما می توانید با اطمینان خاطر سفارش پروژه CFD خود را آنلاین انجام دهید. یکی از اهداف ما این است که استفاده از روش های قدرتمند محاسباتی دینامیک سیالات را افزایش داده و مهندسان و کسانی که به دنبال دانش حرفه ای در CFD هستند را آموزش دهیم.

شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی با خدمات ما آسان خواهد شد. برای آموزش کاربرد های CFD و نرم افزارهای شبیه سازی با ما تماس بگیرید. پیشنهاد ما به شما خدمات زیر است. آموزش فلوئنت ,آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ,انجام پروژه فلوئنت,مشاوره CFD ,شبیه سازی با فلوئنت,انجام شبیه سازی با فلوئنت,مشاوره پایان نامه فلوئنت,آموزش پایان نامه فلوئنت. مهندسان با تجربه ما مشاوره پیشرفته و پشتیبانی فنی مناسب را برای پروژهای دانشگاهی و صنعتی در اختیار شما قرار خواهند داد. شرکت پردازشگران مهر دارای سال ها تجربه در مدیریت و انجام پروژه های CFD است. ما آماده ایم که بهترین خدمات شبیه سازی را در فیلدهای مختلف مهندسی به شما ارائه دهیم.