دانلود پایان نامه

2.44346
140
همانطور که مشاهده می شود، در ابتدای نمودار کنترل حرکت روتور حدود 0.8 ثانیه زمان داده شده است تا سیال بطور کامل با روتور برخورد نماید و سپس روتور شروع به چرخش می نماید. بدین صورت که روتور را هر 20 درجه می چرخانیم (بر حسب رادیان) و در آن زاویه به میزان 2 ثانیه روتور را ثابت نگه داشته تا گشتاور استاتیکی خوانده شود، سپس روتور را مجدداً 20 درجه دوران می دهیم و میزان گشتاور استاتیکی را می خوانیم.
جهت مدلسازی دقیقتر، نیروی گرانش را به مقدار 9.80665- به عنوان مولفه راستای که در جهت محور روتور می باشد، تعریف می نماییم. همچنین در رابطه با سرعت باد باید عنوان کرد که با توجه به اندازه گیری های انجام شده، سرعت باد در طول تونل باد بصورت زیر می باشد.
شکل 3-11- اندازه گیری سرعت باد در تونل
با توجه به اینکه سرعت باد در مقاله ثابت فرض شده است، سرعت باد در ابتدای حجم کنترل سیال را مشخص می نماییم و این سرعت را در طول زمان آنالیز ثابت فرض می نماییم.
3-4-7- شبکه بندی مدل در محیط
در شکل 3-12 و 3-13 شبکه بندی روتور و حجم کنترل سیالاتی برای شبیه سازی اجزای محدود فرایند برهمکنش سیال بر جامد نشان داده شده است. در این شبکه بندی که برای پره های توربین بصورت یکنواخت انجام شده است، تعداد المانهای ریخته شده بر روی روتور در مجموع 2754 المان پوسته ای می باشد. المان پوسته ای استفاده شده برای پره های توربین از نوع است. این المان یک المان پوسته ای، چهار ضلعی و چهار گره ای می باشد که در مسئله تنش-جابجایی و در تغییر شکل های زیاد و غیر خطی از آن استفاده می شود. همچنین این المان از نوع انتگرال کاهش یافته می باشد و دارای رفتار مناسب برای مسایل خمش صفحه است.
از مزایای المان پوسته ای نسبت به المان صلب، امکان محاسبه تغییرات ضخامت و ضخامت نهایی(به عنوان یک متغیر خروجی) پس از انجام آنالیز می باشد.
همچنین شبکه بندی حجم کنترل سیالاتی بصورت یکنواخت انجام شده است. تعداد المانهای ریخته شده بر روی این حجم کنترل در مجموع 462 المان سیالاتی می باشد. المان سیالاتی استفاده شده برای تونل باد از نوع است. این المان یک المان سه بعدی، هشت گره ای و خطی می باشد که مخصوص مسایل سیالاتی می باشد. همچنین این المان از نوع انتگرال کاهش یافته می باشد و دارای رفتار مناسب برای مسایل خمش صفحه است.
3-4-8- حل مساله در محیط
با انجام مراحل فوق، فرایند برهمکنش سیال بر جامد به روش اجزای محدود در نرم افزار شبیه سازی شد و در نهایت در محیط برنامه مذکور تحلیل گردد. برای پردازش آنالیز از یک کامپیوتر با سرعت پردازنده 2.2 گیگاهرتز استفاده شد. زمان محاسبات برای پردازش مدل توربین و باد حدود 14 روز بود. به هر حال خروجی های حاصل از حل عددی هر فرایند شامل گشتاور استاتیکی، تنش و کرنش در پره ها، سرعت روتور، ضریب قدرت توربین و … در ماژول برنامه بررسی شد. در فصل بعدی نتایج بدست آمده به همراه نتایج آزمایشگاهی مربوط به مقاله اصلی مقایسه می گردد و در نهایت نتایج مربوط به مدل نهایی ارائه می شود.
3-5- شبیه سازی سایر توربین ها
همانطور که در مقدمه این فصل اشاره شد، در مقاله اصلی این پژوهش توربین های متفاوتی تحت تست آزمایشگاهی در تونل باد قرار گرفته اند . در این پایان نامه نیز به روش مشابه قسمت 3-4 سایر توربین ها نیز مدلسازی شده و تحلیل مشابهی بر روی آنها انجام شده است که در بخش نتایج به تشریح آنها پرداخته ایم اما در این قسمت، شماتیکی از آن توربین ها ترسیم شده است و هر یک با کد جداگانه که قبلا توضیح داده شده، نامگذاری شده است.
شکل 3-12- توربین یک طبقه با نسبت هم پوشانی
شکل 3-13- توربین یک طبقه با نسبت هم پوشانی
شکل 3-14- توربین دو طبقه با نسبت هم پوشانی
شکل 3-15- توربین دو طبقه با نسبت هم پوشانی
شکل 3-16- توربین دو طبقه با نسبت هم پوشانی
در مقاله مرجع ]5[ و همچنین در این پایان نامه، توربین های دو طبقه برای زاویه فازهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج آن برای چهار حالت درجه ارائه شده است.
فصل چهارم: ارائه نتایج و بحث