On the effects of inflow conditions on the wake of wind turbine models and porous discs
Model rüzgar türbinlerinin ve gözenekli disklerin arkasındaki akış koşullarının etkileri üzerine
- Tez No: 785053
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- 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: 115
Özet
Bu çalışmada, iki farklı giriş akış koşulunun model rüzgar türbininin iz bölgesi üzerindeki etkileri incelenmektedir. Araştırmaya konu olan farklı akış koşulları, homojen izotropik türbülanslı akış ve akım doğrultusundaki sağanaklı akıştır. Serbest akış türbülansı etkisinin araştırılmasında, model türbin iz bölgesi ile benzer sürükleme katsayısına sahip bir gözenekli disk modelinin iz bölgesi karşılaştırılmıştır. Bu sayede türbin ve diskin iz bölgesi akışlarının ve iz bölgesi sönümlenme karakteristiklerinin farkı net olarak ortaya konmuştur. Çalışılan farklı serbest akış türbülans seviyelerinde rüzgar türbinin iz bölgesinin disk iz bölgesine göre daha hızlı sönümlendiği gösterilmiştir. Buna ek olarak, iki modelin de iz bölgesi hız profillerinin uygun bir şekilde ölçeklendirildiği durumda öz-benzer bir akış profiline yakınsadıkları gösterilmiştir. Ayrıca, akış doğrultusundaki hız noksanlığının en büyük değerinin logaritmik bir düşüş gösterdiği ve bu değişime uydurulan eğrinin eğiminin iz bölgesi genişlemesini niceliksel olarak ölçebilmek amacıyla kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu sonuç, rüzgar türbinlerinin uzak iz bölgelerindeki akışın elde edilmesi amacıyla kullanılabilecek bir analitik modele temel oluşturabilir. Türbin iz bölgesinin üçgen profile sahip bir sağanağa dinamik cevabı üç farklı uç hız oranı için çalışılmış ve üç farklı durum için iz bölgesinin farklı gelişimi gözlemlenmiştir. Üç farklı durumdaki iz bölgesi hız profillerinin öz-benzer profillerde çakışacak şekilde normalize edilebileceği gösterilmiştir. Türbin uç hız oranı iki için, türbin iz bölgesinin üçgen ve kare biçimli sağanağa dinamik cevabı mukayeseli olarak incelenmiştir. İz bölgesi akış ve dolayısıyla da itki üretim mekanizması değişimlerinin sağanak profillerinin yükselen kenar bölümünde benzer olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The study investigates the effect of two inflow conditions on the wake of a model wind turbine, namely, homogenous isotropic turbulence intensity and streamwise gust. For the effect of the freestream turbulence intensity, the wake of a porous disc with a comparable thrust coefficient was used to further highlight the differences in their wakes and decay characteristics. Results show that the wake of a wind turbine model has a faster decay rate than porous discs under both freestream turbulence intensities. In addition, the wake of both models was scaled to show a collapsing self-similar wake profile. Furthermore, the decay of the maximum velocity deficit was curve fitted using a logarithmic fit where the slope of the fit was used to provide a new way to quantify the wake growth. Consequently, this could be used as a basis for a new analytical model for the far wake of wind turbines. The effects of a streamwise gust with a triangular temporal distribution on the wake of a wind turbine model were studied for three tip speed ratios. Results reveal different wake evolutions for the three cases. Furthermore, the wake profiles under gust were scaled to collapse on self-similar profiles. Moreover, the wake of the wind turbine model at a tip speed ratio of two and under triangular gust was compared to a top hat gust profile to investigate the effects of gust profiles. It was shown that the wake flow and, thus, the thrust generation mechanism of the turbine respond similarly during the rising edges of both gust profiles.
Benzer Tezler
- 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
- Large eddy simulation of secondary flow structures in low-pressure turbine blade
Düşük basınç türbin palinde ikincil akış yapılarının büyük girdap benzetimi
SEYFULLAH ÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Yatlarda kıç formunun pervane üzerine etkisi
Effects of the hull stern geometry to the propeller
MURAT BURAK ŞAMŞUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDİ KÜKNER
- The role of taxation in European Union Sovereign debt crisis
Vergilendirmenin Avrupa Birliği kamu borçları krizi üzerindeki etkisi
SEMİHA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EkonomiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiAvrupa Çalışmaları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜL İPEK TUNÇ
- 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
BUĞRAHAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ UZOL