Rüzgar türbini kanadı üzerindeki akışın esneklik ile kontrolü
Control of flow over wind turbine blade with flexibilty
- Tez No: 517752
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Akış kontrolü, akışkan-katı etkileşimi, laminer ayrılma kabarcığı, kısmen esneklik, kararsız aerodinamik, Flow control, fluid-structure interaction, laminar separation bubble, partial flexibility, unsteady aerodynamics
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
Bu tez çalışmasında, düşük Reynolds sayılı akışlarda oluşan laminer ayrılma kabarcığı ve onun olumsuz etkilerini ortadan kaldırmak için, NACA 4412 rüzgar türbini kanadı üzerinde kısmi esneklik denenmiş ve kısmi esnekliğin aerodinamik performansa etkisi araştırılmıştır. Kanat profili üzerindeki esnek membranın yeri, rijit kanat deney sonuçlarına bağlı olarak belirlenmiş ve esneklik kanadın hücum kenarından itibaren %20-%70 arasında konumlandırılmıştır. Kısmi esneklikli kanat profili, Re=2.5x104, Re=5x104 ve Re=7.5x104 için farklı deneysel yöntemler ve sayısal modelleme ile incelenmiştir. Laminer ayrılma kabarcığı, esneklik kullanılarak kontrol edilmiş ve kanat profilinin aerodinamik performansının arttığı görülmüştür. Kanat üzerinde kısmi esneklik kullanılarak L/D oranında %100 artış ve sürükleme oranında %25 azalma ile aerodinamik performans arttırılmıştır. Duman teli ve hız ölçüm deneylerinde görülen, geniş iz bölgesi kısmi esneklik ile daralmış ve akıştaki çalkantılar azalarak kanat kararlılığı artmıştır. Esnek membran ile laminer ayrılma kabarcığı etkileşmiş ve kabarcık dolayısıyla oluşan girdaplar membranın şekil değiştirmesine neden olmuştur. Ayrıca, Reynolds sayısı arttıkça kısmi esneklikli kanat üzerindeki akışın esneklikle kontrol etkisi azalmıştır. Sayısal modellemelerde deneysel verilere yakın sonuçlar elde edilmiş olup açık kaynak kodlu yazılımla akışkan-yapı etkileşimi modellemek daha mümkün olmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, partial flexibility was tested on NACA 4412 wind turbine blade to eliminate laminar separation bubble and its negative effects at low Reynolds number flows and it was investigated on effect of aerodynamic performance. Location of the membrane on the airfoil was determined based on the experimental results of rigid airfoil (uncontrolled case or clean airfoil) and flexibility is positioned between 20% and 70% from leading-edge of airfoil. This partially flexible airfoil was investigated by different experimental methods and numerical modeling for Re = 2.5x104, Re = 5x104 and Re = 7.5x104. Laminar separation bubble was controlled by using partial flexibility and it was observed that aerodynamic performance of airfoil increased. By using partial flexibility on airfoil, aerodynamic performance was increased with 100% increase in L/D ratio and 25% reduction in drag rate. Large wake region seen in the smoke-wire and velocity measurement experiments is narrowed with partial flexibility and airfoil stability increased by decreasing the flow fluctuations. Laminar separation bubble interacted with flexible membrane and the vortices resulting from the laminar separation bubble caused membrane's shape to change. Additionally, control effect of flow on partially flexible wing reduced with the flexibility when Reynolds number increased. Numerical results have a good agreement with the experiments, and it is more possible to model fluid-structure interaction with open-source code.
Benzer Tezler
- Rüzgar türbin kanadı üzerindeki aerodinamik akışa yüzey pürüzlülüğü etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of surface roughness on aerodynamic flow over a wind turbine blade
ONUR ERKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSA ÖZKAN
- Rüzgar türbini kanadı etrafındaki akışın pürüzlülük elemanları ile kontrolü
The flow control with roughness devices over wind türbine airfoil
KEMAL KOCA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ
- Kuyruk yeli enerjisi kullanılarak düşey eksenli rüzgar türbin çiftliği geliştirilmesi
Development of a vertical axis wind turbine farm by using wake energy
AHMETCAN ETYEMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİKMET KOCABAŞ
- Bir airfoil üzerindeki akış ayrılmasının kanat üzerine açılan boşlukla kontrolü
Control of flow seperation on an airfoil with cavity
MEHMET ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Havacılık MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN ÖZTÜRK
- Rüzgâr türbinlerinde kanat özelliklerinin gürültü etkileri
Noise effects of blade characteristics in wind turbines
ABDULHAMID HAMDO ALAHDAB
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER DEMİR