Ambient turbulence intensity effects on the characteristics of wake development of a model wind turbine and a matched porous disc
Bir model rüzgar türbini ve uyumlu bir gözenekli diskin iz bölgesi gelişiminin özellikleri üzerine etkileri
- Tez No: 757152
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ UZOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
Bu tez çalışmasının amacı, bir model rüzgar türbini ve uyumlu bir gözenekli diskin iz gelişimi üzerindeki ortam türbülans yoğunluğunun etkilerini gözlemlemektir. Kapsamlı rüzgar tüneli deneyleri, model rüzgar türbini ve gözenekli diskin ardından, iki boyutlu iki bileşenli parçacık hızı ile akış yönünde 7 çapa kadar gerçekleştirilir. Model rüzgar türbini ve gözenekli diskin izleri, ortalama akış alanı, türbülans, iz azalması ve iz yayılma özellikleri açısından incelenmiştir. Rüzgar tünelinin test bölümünde, düzgün akış, pasif şebeke akışı ve sınır tabaka akışı olmak üzere üç giriş koşulu simüle edilmiştir. Tek tip içeri akış ve pasif şebeke akışı koşullarını karşılaştırarak, bulgular, benzer, yüksek veya düşük serbest akış türbülans seviyelerinde çalışırken bile, rüzgar türbininin ortalama iz akış alanının (hem yakın hem de uzak iz) gözenekli olandan önemli ölçüde farklı olduğunu göstermektedir. disc. Ek olarak, itme katsayısı aynı olduğunda, rüzgar türbininin izi, gözenekli discin izinden çok daha hızlı iyileşir. Bununla birlikte, bulgular ayrıca yüksek serbest akış türbülans yoğunluğunda gözenekli diskin özellikleri ile düşük serbest akış türbülansında model rüzgar türbininin özelliklerinin uzak uyanıklık bölgesinde son derece benzer olduğunu ortaya koymaktadır. Bu, rüzgar tüneli araştırmalarında rüzgar türbinlerini kopyalamak için gözenekli diskler kullanılırken, ortam türbülans yoğunluk seviyesinin seçiminde dikkatli olunması gerektiğini göstermektedir. Daha fazla iz ölçümleri, farklı ortam türbülans yoğunluk seviyeleri ve içeri akış hızı profilleri ile sonuçlanan her iki modelin de sınır tabakasına daldırılmasıyla sınır tabakası içeri akış koşulları altında gerçekleştirilir. Sonuçlar, model rüzgar türbini ve gözenekli diskin uzak uyanıklık özelliklerinin, her iki model de sınır tabakasına daldırıldığı için karşılaştırılabilir olmaktan çıktığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis study aims to observe the ambient turbulence intensity effects on the wake development of a model wind turbine and a matched porous disc. Comprehensive wind tunnel experiments are conducted in the wake of the model wind turbine and the porous disc up to 7 diameters downstream through two-dimensional two-component particle velocimetry. The wakes of the model wind turbine and the porous disc are investigated in terms of the mean flow field, turbulence, wake decay, and wake spreading characteristics. Three inflow conditions, namely uniform flow, passive grid flow, and boundary layer flow, are simulated in the test section of the wind tunnel. Furthermore, Proper Otrhagonal Decomposition analysis are carried out to examine the coherent structures of the wake of the both models, whose superposition form the mean wake flow. By comparing uniform inflow with low turbulence intensity and passive grid flow conditions, the findings demonstrate that even when operating at similar, high or low, freestream turbulence intensity levels, the wind turbine's mean wake flow field (both near and far wake) significantly differs from that of the porous disc. In addition, although the thrust coefficient is the same, the wake of the wind turbine recovers considerably faster than the wake of the porous disc. However, the findings further reveal that the characteristics of the porous disc at high freestream turbulence intensity and the characteristics of the model wind turbine at low freestream turbulence are extremely similar in the far-wake region. This shows that when employing porous discs to replicate wind turbines in wind tunnel research, care should be taken in selecting the ambient turbulence intensity level. Further wake measurements are performed under boundary layer inflow conditions by immersing both models into the boundary layer resulting in different ambient turbulence intensity levels and inflow velocity profiles. Results reveal that the far-wake characteristics of the model wind turbine and the porous disc cease to be comparable as both models are immersed in the boundary layer.
Benzer Tezler
- Rüzgar tarlası verisi kullanılarak analitik rüzgar türbin izi modellerinin performanslarının değerlendirilmesi
Evaluation of performances of analytical wind turbine wake models using wind farm data
TARIK KAYTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
- Ameliyathane havalandırma sistemi tasarımı ve HAD yöntemi ile hava akış analizi
Air conditioning system designing of an operating room and air flow analysis using the CFD technique
MUHAMMED GALİP ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
- Effects of inflow boundary layer on the wake characteristics of a radially non-uniform porous disc
Radyal olarak değişken gözenekliliğe sahip bir gözenekli diske giriş akiş sinir tabakasinin etkileri
ANAS ABDULRAHİM
Doktora
İngilizce
2022
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ UZOL
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Development and applications of second-order turbulence closures for mixing in overflows
Başlık çevirisi yok
MEHMET ILICAK
Doktora
İngilizce
2009
MeteorolojiUniversity of MiamiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. TAMAY M. ÖZGÖKMEN