دانلود پایان نامه

شکل 3-7- نمایی از تونل تست باد توربین VAWT شبیه سازی شده در نرم افزار
3-4-4- تعریف تعداد مرحله و نوع حل مساله درمحیط
در این قسمت می توان نوع روش حل عددی مورد نظر برای مساله از جمله ایستایی، حرارتی، دینامیکی و … را مشخص نمود. در این مساله با توجه به نوع مساله که جابجایی لحظه به لحظه و مقادیر سرعت و شتاب مدنظر است از گزینه حل صریح دینامیکی استفاده می شود.
در این شبیه سازی با توجه به اینکه تنها محاسبات توربین در محدوده زاویه تا درجه مدنظر می باشد (چرخش بر اساس شکل 3-8 )، مقدار را برابر 4 در نظر می گیریم.
شکل 3-8- دیاگرام اندازه گیری پارامترهای تست آزمایشگاهی از زاویه تا درجه
علاوه بر مطالب فوق، در این مرحله خروجی های مورد نیاز در قسمت خروجی میدانی و خروجی پیشینه تعریف می شوند. در این شبیه سازی متغیرهای تنش و کرنش، سرعت و شتاب و گشتاور استاتیکی و .. انتخاب گردید.
3-4-5- تعریف نوع تماس سطوح اجزاء با هم در محیط
در این مرحله اصطکاک و تداخل هایی که اجزاء با یکدیگر دارند، تعریف می گردند. با توجه به اینکه برخورد سیال با دیواره پره از جهات مختلف صورت می پذیرد، نوع تداخل General Contact در نظر گرفته می شود.
با توجه به اینکه در معادلات مطرح شده در فصل قبل و همچنین در تمامی معادلات مربوط به توربین های باد که تاکنون ارائه شده است، اصطکاک، ناچیز در نظر گرفته شد ، ما نیز در این محیط در تعریف نوع اصطکاک مقدار آنرا Frictionless در نظر می گیریم.
همچنین در این قسمت، روتور جهت کنترل چرخش به یک نقطه مرجع توسط قید Tie متصل شده است بطوریکه با اعمال جابجایی چرخشی به آن نقطه کل روتور تحت کنترل می باشد.
3-4-6- تعریف سرعت باد و شرایط مرزی تونل باد در محیط
در این مرحله، با توجه به اینکه نمی خواهیم باد از دیواره تونل خارج گردد و به محیط واقعی شباهت داشته باشد ، سرعت جانبی باد در جهت مختلف را صفر در نظر گرفته ولی سرعت ورودی تونل را با توجه به اینکه در مقاله اصلی در چهار سرعت ، و در نظر گرفته شده است ،مدلسازی می نماییم. لذا در این قسمت در هر آنالیز این مقادیر را اعمال کرده تا سرعت سیال در هنگام برخورد با روتور با مقدار واقعی یکسان باشد.
همچنین با توجه به اینکه نمودار اصلی مورد نظر جهت بدست آوردن راندمان توربین میزان گشتاور استاتیکی می باشد ، به روش ذیل روتور تحت کنترل چرخانده می شود.
در ابتدا باید بیان کرد که گشتاور استاتیکی به این معنا است که روتور در زاویه ای مشخص در یک لحظه متوقف شده و در اثر برخورد باد با پره گشتاوری بر روی شافت روتور اعمال می گردد. این مقدار گشتاور که در حالت توقف روتور خوانده می شود ،گشتاور استاتیکی نامیده می شود. لذا جهت خواندن گشتاورهای استاتیکی، روتور تحت نمودار زیر در زمانهای مشخص متوقف شده و میزان گشتاور خوانده می شود. همچنین لازم به ذکر است که با توجه به انتخاب کردن ،رابطه زوایای چرخش با زمانهای مستقیم فرض شده است.
همچنین با توجه به اینکه جهت محیط سیالاتی حتما باید یک محیط اولیه که سیال در ابتدای آنالیز در آن قسمت قرار دارد تعریف گردد ، قسمت ابتدای تونل باد که قبلا نیز به آن اشاره شد را برای اینکار پارتیشن بندی کرده و در ابتدا آنالیز کل آنرا پر در نظر گرفته و در پایان آنالیز آن قسمت را خالی در نظر می گیریم. این کار باعث می گردد تا سیال از آن قسمت با سرعت تعریف شده خارج شده و به قسمت پیشانی توربین برخورد و باعث چرخش آن شود.
در زیر شکل نمادی از تونل باد و اعمال شرایط مرزی بر روی آن نمایش داده شده است.
V
Inlet
V
Inlet
V3=0