تحلیل عددی و افزایش بازده توربین باد محور افقی نمونه با استفاده از نرم افزارQ-Blade

در این تحقیق با استفاده از نرم افزار طراحی پره که بر اساس تیوری المان پره نوشته شده است به بررسی یک توربین محور افقی پرداخته می شود. با استفاده از مطالعات و مقالات بهترین ایرفویل های ممکن انتخاب و جایگزین ایرفویل اصلی می گردند. هدف از این بررسی افزایش بازده توربین باد اولیها ست. سپس پارامترهای پیچش و اندازه وتر نیز برر سی می شوند و اثر هر کدام به طور م ستقل بررسی می گردد. در ادامه با استفاده از نرم افزار سی اف دی به تحلیل روتور نهایی پرداخته می شود و جوابها با نرم افزار طراحی پره مقایسه می گردند. هدف کلی پژوهش حاضر بهینه سازی طراحی توربینهای بادی کوچک میباشد اما در راستای رسیدن به هدف مذکور، اهداف ویژهای نیز دنبال میگردد. از جمله ی این اهداف، ترکیب کد تیوری المان پره و تکانه و حل عددی و اعتبارسنجی آن میباشد. تیوری المان پره یکی از پرکاربردترین روشهای آنالیز و طراحی توربینهای بادی میباشد که در طی این پایان نامه از برنامه Q-Blade استفاده می گردد که بر پایه تیوری المان پره نوشته شده است. هدف دیگر انتخاب ایرفویل مناسب با توجه به آنالیزهای نرم افزار طراحی پره و همچنین مرور ادبیات میبا شد. موازی با انتخاب ایرفویل، انتخاب روش بهینه سازی با توجه به اهمیت وتر، پیچش و ایرفویل انجام گردید و سپس اعتبارسنجی آن ها مورد بررسی قرار گرفت و در نتیجه با توجه به عملکرد آنها بهترین الگوریتم بهینه سازی برای استفاده در توربین بادی انتخاب میگردد. در نهایت با تعریف حدود بیشینه و کمینهی متغیرها (وتر و زاویه ی پیچش) و همچنین ترکیب نرم افزار طراحی پره بهینه سازی و سی اف دی، هندسه ی بهینه استخراج گردید.

Keywords:

توربین گاز , دینامیک سیالات محاسباتی , کوپل حرارتی , شیار محوری