Tez detayları

Investigation of wake characteristics of a Darrieus type wind turbine = Darrieus tipi bir rüzgar türbininin art izi karakteristiklerinin incelenmesi

Yazarlar:

Baytekin, Erinç

Yayıncı:

Dokuz Eylül Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000289160

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

It is essential to investigate turbine behaviors and wake characteristics of vertical axis turbines in different working situations in a systematic way. In this reason two different H-rotor Darrieus type vertical axis wind turbines was investigated using ANSYS Fluent software by two dimensional and three dimensional computational fluid dynamics simulations. First turbine was a two NACA0018 bladed reference turbine for validation which was studied before both experimentally and numerically. Second turbine was a three NACA4418 bladed prototype. The dimensions of the domains depend on the diameter of the turbine and chord lenght which was derived from similar studies in the literature. Turbulence model k-ω SST is used to solve time-dependent Reynolds-Average-Navier-Stokes equations in unsteady simulations. Continuity and momentum equations was solved with SIMPLEC algoritm. Different parameters such as mesh independency, time step sizing, third dimensional effects on turbine performance and wake formation in near and far wake in various operating conditions were investigated. Two and three dimensional computational analysis were performed on reference turbine and near and far wake behaviours were investigated. Three dimensional computational analysis were performed on prototype turbine and performance characteristics on different conditions and near wake behaviours were examined. Turbine behaviors in different free stream wind speed conditions and rotational speed conditions were compared.

Farklı çalışma durumlarında türbin benzetimlerinin sistematik şekilde incelenmesi önemlidir. Bu sebeple düz kanatlı Darrieus tipi iki farklı dikey eksenli rüzgar türbini, iki ve üç boyutlu modelleme ile ANSYS-Fluent paket programı kullanılarak incelenmiştir. İlk türbin önceden yapılmış olan deneysel ve sayısal çalışmalarda kullanılmış NACA0018 kanat yapısına sahip iki kanatlı bir türbindir. İkinci türbin ise NACA4418 kanat yapısına sahip üç kanatlı prototip türbindir. Model geometrileri daha önce literatürde kullanımış olan türbin çapına bağlı olarak değişiklik gösteren bir büyüklüğe sahiptir. Sayısal analizlerde zamana bağlı Reynolds-Ortalamalı-Navier-Stokes denklemleri k-ω SST türbülans modeli yardımıyla çözümlenmiştir. Süreklilik ve momentum denklemleri SIMPLEC metodu ile çözümlenmiştir. Ağdan bağımsızlık, zaman adımının türbin başarımı üzerindeki etkisi ve üçüncü boyutun yakın ve uzak art izi üzerindeki etkisi gibi farklı etkenler farklı koşullarda incelenmiştir.Referans türbin geometrisinin iki ve üç boyutlu modellemelerinin sayısal çözümlenmesi ile yakın ve uzak art izi incelenmiştir. Prototip türbin modelinin iki boyutlu benzetimi ile farklı çalışma şartlarında türbin başarımı ve yakın art izi incelemesi yapılmıştır. Farklı serbest rüzgar hızlarının ve farklı dönüş hızlarının türbin davranışları üzerindeki etkisi incelenmiştir.

Tez detayları

Investigation of wake characteristics of a Darrieus type wind turbine = Darrieus tipi bir rüzgar türbininin art izi karakteristiklerinin incelenmesi

Yazarlar: Baytekin, Erinç

Yayıncı: Dokuz Eylül Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2018

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000289160