Simulation-based evaluation of hemp fiber composites as a sustainable alternative to conventional materials for wind turbine blades using bem theory and finite element analysis
Rüzgar türbini kanatları için geleneksel malzemelere sürdürülebilir bir alternatif olarak kenevir lifi kompozitlerinin kanat elemanı momentum teorisi ve sonlu elemanlar analizi kullanılarak simülasyon tabanlı değerlendirilmesi
- Tez No: 1023319
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BESTE BAHÇECİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: FRP malzemeler, Kayma deformasyonu, Kompozit malzemeler, Lifli kompozitler, Mekanik yorulma, Rotor kanadı, Rüzgar türbinleri, Yenilenebilir enerji, Yeşil enerji, Yüzey deformasyonu, FRP materials, Shear deformation, Composite materials, Fiber composites, Mechanical fatigue, Rotor blade, Wind turbines, Renewable energy, Green energy, Surface deformation
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, rüzgâr türbini kanatlarının üretiminde yaygın olarak kullanılan cam elyaf takviyeli plastik (GFRP) ve karbon elyaf takviyeli plastik (CFRP) gibi geleneksel malzemelere sürdürülebilir bir alternatif olarak kenevir lifi kompozitlerinin potansiyelini incelemektedir. Çalışmada, Kanat Elemanı Momentum (SEA) bir arada kullanıldığı simülasyon tabanlı bir yöntem benimsenmiş; SolidWorks yazılımı aracılığıyla kenevir lifi kompozitlerinin hem aerodinamik verimliliği hem de yapısal dayanıklılığı, gerçekçi çalışma koşulları altında değerlendirilmiştir. Eğilme, kesme ve burulma yükleri altında, kenevir kompozit kanatlar; gerilme dağılımı, deformasyon, yorulma dayanımı ve dinamik tepki açısından analiz edilmiştir. Gerçekleştirilen simülasyonlar sonucunda, bu malzemelerin türbin bileşenlerindeki atalet yüklerini yaklaşık %20 oranında azaltabileceği ve işletme ömrünü artırabileceği gösterilmiştir. Genel olarak, bu çalışma kenevir lifi kompozitlerinin; hafif, dayanıklı, maliyet etkin ve çevresel açıdan sürdürülebilir rüzgâr türbini kanatlarının geliştirilmesi için umut vadeden bir çözüm sunduğunu ve küresel ölçekte yeşil enerjiye geçişi desteklediğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis explores the potential of hemp fiber composites as a sustainable alternative to conventional materials, such as glass fiber-reinforced plastic (GFRP) and carbon fiber-reinforced plastic (CRFP), for wind turbine blade manufacturing. The study employs a simulation-based methodology, integrating Blade Element Momentum (BEM) theory with Finite Element Analysis (FEA) in SolidWorks, to evaluate both the aerodynamic efficiency and structural durability of hemp composites under realistic operating conditions. Under flexural, shear, and torsional loads, hemp composite blades will be tested for stress distribution, deformation, fatigue resistance, and dynamic response. In simulations, it will be shown that they may lower turbine component inertial loads by 20% and boost operational life, Overall, the study concludes that hemp composites offer a promising pathway toward lightweight, durable, cost-effective, and environmentally sustainable wind turbine blades, supporting the broader global transition to green energy.
Benzer Tezler
- Kenevir lif takviyeli pomza agregalı inorganik matrislerin mekanik karakteristikleri ve akustik özelliklerinin belirlenmesi
Mechanical characteristics and acoustic properties of hemp fiber reinforced inorganic matrices with pumice aggregates
HAVVA MERVE TUNCER
Doktora
Türkçe
2023
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA CANAN GİRGİN
- Üç farklı teknikle üretilen posterior adeziv restorasyonların mekanik özelliklerinin İn-vitro incelenmesi
In-vitro evaluation of the mechanical properties of posterior adhesive restorations fabricated using three different techniques
GÖZDE ACAR
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2025
Diş HekimliğiEge ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM PEŞKERSOY
- Kâğıt Yüzeyinden İs ve Mum Lekelerinin Temizliği: Bir Süryani El Yazması Çalışması
Cleaning Soot and Wax Stains from Paper Surfaces: A Case Study of a Syriac Manuscript
GİZEM YERLİ AL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Güzel SanatlarAnkara Hacı Bayram Veli ÜniversitesiKültür Varlıklarını Koruma Ana Bilim Dalı
DOÇ. MURAT CURA
PROF. CEMİLE KAPTAN BAZYAR
- Valorization of carrot processing by-products through fermentation and extrusion for enhanced bioactive content and bioaccessibility
Havuç işleme yan ürünlerinin fermentasyon ve ekstrüzyon yoluyla değerlendirilmesi, biyoaktif içerik ve biyoerişilebilirliğin artırılması
DAMLA EZGİ UZUN
Doktora
İngilizce
2025
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- Simulation based optimization of aeration in carousel reactors for securing new EU discharge regulations
Yeni AB deşarj yönetmeliklerinin güvence altına alınması için karusel reaktörlerde havalandırmanın simülasyon tabanlı optimizasyonu
IRMAK ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL