بررسی رفتار دینامیکی توربین بادی مارپیچ با در نظر گرفتن پره کامپوزیتی و تحلیل عددی آیرودینامیکی

امروزه انرژیهای تجدید پذیر از جمله انرژی باد به عنوان یک جایگزین مناسب برای سوختهای فسیلی بکار میرود. در این راستا، توربینهای بادی مارپیچ ارشمیدوس (ASWT) به عنوان توربین های سایز کوچک محور افقی (HAWT) میتوانند پیشنهاد مناسبی جهت جذب و تولید انرژی الکتریسیته عموماً کمتر از 100 کیلو وات باشند. از آنجاکه ساختار و جنس پره های توربین میتواند نقش موثری در رفتار دینامیکی اجزای توربین در برهم کنش با نیروهای آیرودینامیکی داشته باشند و همچنین، با توجه به مشکلات مربوط به ساختار فلزی این نوع از توربین ها، بررسی امکان جایگزینی پره های فلزی با مواد کامپوزیتی و تحلیلهای دینامیکی مربوطه، میتواند پیشنهاد مناسبی جهت افزایش راندمان این نوع توربین ها باشد. لذا در پژوهش حاضر، رفتار دینامیکی پره توربین کامپوزیتی در یک مجموعه از پیش تعیین شده از شرایط کاری، با در نظر گرفتن پره از جنس کربن/اپوکسی و شیشه/اپوکسی و برهم کنش سازه و سیال مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا، با استفاده از شبیه سازی عددی و نرم افزار ANSYS، نیروهای وارده از سیال و مشخصه های آیرودینامیکی از قبیل ضریب فشار استخراج شده و پاسخ دینامیکی مربوطه مورد ارزیابی قرار میگیرد. نتایج حاصل، حاکی از بهبود عملکرد دینامیکی و آیرودینامکی توربین با استفاده از پره های کامپوزیتی در مقایسه با پره های فلزی متداول بود.

Keywords:

توربین بادی , کامپوزیت , پره , پاسخ دینامیکی , آیرودینامیک