Reynolds number extrapolation for wind turbine airfoil polars: A data-driven approach
Rüzgar türbini kanat profili kutupları için Reynolds sayısı dışdeğerlemesi: Veri dayalı yaklaşım
- Tez No: 782889
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ UZOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aerodinamik, Kanat profili, Reynolds sayısı, Rüzgar türbinleri, Aerodynamics, Airfoil, Reynolds number, Wind turbines
- Yıl: 2023
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, Reynolds sayısını dışdeğerlemek için kuvvet yasasına dayanan veriye dayalı bir yöntem önerilmiş ve önerilen bu yöntemin rüzgar türbini kanat profili kutupları için tahmin performansı incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, rüzgar türbini kanat tasarımı uygulamalarına daha uygun olması için, kalınlık-kiriş oranı (t/c) %15 ila %30 aralığında olan kanat profilleri için açık literatürden deneysel olarak elde edilen aerodinamik verileri içeren bir veritabanı oluşturulmuştur. Veritabanına dahil edilen tüm kanat profilleri, veritabanını geometrik özellikler açısından sayısal olarak zenginleştirmek için PARSEC kanat profili parametreleştirme yöntemi kullanılarak parametrelendirilmiştir. Ardından, maksimum kaldırma katsayısı (Clmax) ve minimum sürükleme katsayısı (Cdmin) varyasyonlarının, PARSEC geometrik özelliklerine ve ayrıca Reynolds sayısına duyarlılığını anlamak için JMP istatistik yazılımı kullanılarak bir Pareto analizi yapılmıştır. Bu analize dayalı olarak, belirli bir Reynolds sayısında çalışan bir kanat profilinin Clmax ve Cdmin değerlerini tahmin etmek için tepki yüzeyi oluşturulmuştur. Bu tahmin edilen değerler daha sonra, kutupların tamamını tahmin etmek için önerilen bir kuvvet yasasına dayalı tahmin yönteminde kullanılmaktadır. Önerilen bu yöntem, veri tabanına dahil olan ve olmayan olarak iki gruba ayrılan kanat profilleri için tahminler yapılarak test edilmiştir. Son olarak, FFA-W3-241 kanat profili için tahmin edilen aerodinamik kutuplar, DTU 10 MW referans rüzgar türbininin çalışmasını nasıl etkilediklerini görmek için aeroelastik BEM simülasyonlarına uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a data-driven methodology based on power law is proposed to extrapolate the Reynolds number, and its prediction performance for wind turbine airfoil aerodynamic polars are investigated. For this purpose, a database is constructed from experimentally obtained aerodynamic data from open literature for airfoils with thickness-to-chord ratio (t/c) values in the range of 15% to 30%, which are more relevant to wind turbine blade design applications. The airfoils included in the database are inversely parameterized using the PARSEC airfoil parameterization method to enhance the database numerically in terms of the geometrical properties. Then, Pareto analysis is performed to understand the sensitivity of maximum lift coefficient (Clmax) and minimum drag coefficient (Cdmin) variations to PARSEC geometrical properties as well as the Reynolds number using JMP statistical software. Based on this analysis, response surfaces are generated to predict Clmax and Cdmin of a given airfoil operating at a given Reynolds number. These predicted values are then utilized in a proposed power law based estimation methodology to obtain predictions for the full polars. This proposed method is tested by making predictions for airfoils divided into two groups: those that are included in the database and those that are not. At last, predicted aerodynamic polars for the FFA-W3-241 airfoil are implemented in aeroelastic BEM simulations to investigate their effects on the operation of the DTU 10 MW reference wind turbine.
Benzer Tezler
- Ekseni salınım eksenine paralel olarak salınım yapan dairesel kesitli borularda ısı transferinin deneysel olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HASAN GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TEOMAN AYHAN
- Çeşitli şekillerde düzenlenmiş iki silindir etrafındaki akım alanının incelenmesi
Investigation of the flow araund two circular cylinders in various arrangements
M.NEVZAT ÖZKAN
- Bir tip merminin hareketinin deneysel incelenmesi ve dış balistikte teorik bir yaklaşım
Theoretical and experimental investigation on external ballistic characteristics of a projectile
MEHMET AKÇAY
- Hidrolik kontrol valflerinde çalışma kuvvetleri
Operating forces in hydraulic control valves
MUSTAFA İNAL