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
- Tez No: 634777
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSA ÖZKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Bu tez çalışmasında rüzgar türbini kanat profillerinden olan NACA 63-415 kanat profili üzerindeki akış iki boyutlu olarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak modellenmiştir. İki boyutlu analizlerden yola çıkarak türbin performansının pürüzsüz ve pürüzlü kanat koşullarında incelenmesi bu çalışmanın ana amacını oluşturmuştur. Bu motivasyonla öncelikle pürüzsüz kanat yüzeyi için analizler yapılmış ve optimum hücum açısı belirlenmiştir. Pürüzsüz kanat üzerindeki akışın modellenmesi 10^5 ile 3*10^6 arasında 6 farklı Reynolds sayısında ve 0^o-20^o hücum açısı aralığında yapılmıştır. Simülasyonlarda türbülanslı akış için, Spalart-Allmaras ve SST k-omega türbülans modelleri kullanılmıştır. Pürüzsüz kanat için maksimum kaldırma/sürükleme oranının meydana geldiği optimum hücum açısı aralığı 6^o-8^o olarak belirlenmiştir. Pürüzlülüğün kanat aerodinamik performansına etkisini inceleyebilmek için optimum hücum açısı aralığında 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 mm 5 farklı pürüzlülük yüksekliğinde çalışılmıştır. Pürüzlülük araştırmalarında TSST türbülans modeli kullanılmıştır. Optimum hücum açısını bulurken çalışılan Reynolds sayılarına ek olarak pürüzlülük incelemelerinde 2.5*10^5'te de analizler gerçekleştirilmiştir. Numerik modellemenin sonucunda $10^5$ Reynolds sayısında bu çalışmadaki tüm pürüzlülük yüksekliklerinin kanat aerodinamik performansını iyileştirdiği görülmüştür. Benzer şekilde 2.5*10^5 Reynolds sayısında da sadece 0.1 mm pürüzlülük yüksekliği kanat aerodinamik performansını olumlu etkilemiş, diğer pürüzlülük yüksekliklerinde ise negatif etki görülmüştür. Reynolds sayısı 5*10^5 ve üzerinde olduğunda ise bu tez kapsamında incelenen tüm pürüzlülük yüksekliklerinde kanat performansı üzerinde olumsuz etkiler meydana getirmiştir. Rüzgar türbinin performansına pürüzlülüğün etkisini görebilmek adına iki boyutlu elde edilen sonuçlar Kanat Elemanı Momentum Teorisi (KEMT) kullanılarak üç boyutlu hale getirilmiş ve türbin güç katsayısı hesaplanmıştır. Yapılan hesaplar doğrultusunda 10^5 Reynolds sayısında güç katsayısında % 11'e varan artış görülürken, Reynolds sayısı arttıkça pürüzlülüğün türbin güç katsayısında %32'ye varan azalma ortaya çıkarabileceği sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, two dimensional incompressible flow over the NACA 63-415 airfoil was modelled by Computational Fluid Dynamics (CFD) method. It was aimed to find out how smooth and rough surfaces affect wind turbine performance. Numerical simulations of smooth surface condition were carried out for 6 different Reynolds numbers 10^5
Benzer Tezler
- NACA kanat modellerinde pürüzlülük etkisinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of roughness effect on NACA turbine models
AHMET GİRAY AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM ACIR
- A comparative numerical investigation of flow around an airfoil used in offshore turbines
Offshore türbinlerde kullanılan bir rüzgar kanadı profili üzerindeki hava akışının karşılaştırmalı numerik analizi
SERTAÇ BULUT
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Using plasma spray coating to improve the performance of gears for wind turbine
Başlık çevirisi yok
JASIM AHMED JASIM JASIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YASER ALAIWI
- 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
- Rüzgar türbini kanadı üzerindeki akışın esneklik ile kontrolü
Control of flow over wind turbine blade with flexibilty
HALİL HAKAN AÇIKEL
Doktora
Türkçe
2018
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR GENÇ