nasim aleali
-
امروزه تقاضا برای انرژی تجدیدپذیر و قابل اطمینان به دلیل گرمایش جهانی، آلودگی محیط زیست و بحران انرژی موضوع بسیار با اهمیت در مهندسی دریا می باشد. با توسعه و پیشرفت علم، توربین های بادی برای استحصال انرژی از باد مورد استفاده قرار گرفتند. تا کنون تحقیقات گسترده ای در خصوص استحصال انرژی از توربین های بادی صورت گرفته است ولی پژوهش در مورد توربین های بادی شناور در حوزه مهندسی دریا به دلیل پیچیدگی رفتار رینامیکی آن کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، هدف بررسی تاثیر نیروهای آیرودینامیکی بر رفتار دینامیکی توربین بادی شناور می-باشد بدین منظور و جهت دستیابی به اهداف تحقیق اقدام به تعریف سناریو و اجرای مدل عددی مربوطه در نرم افزار متلب گردید. در این تحقیق، یک مدل با سه درجه آزادی از جسم با در نظر گرفتن حرکت اویلر در نظر گرفته شد و نیروهای آیرودینامیک از تیوری مومنتوم المان تیغه (BEM)، محاسبه گردید از آنجاییکه نیروهای آیرودینامیکی تابع سرعت و مکان سازه می باشند لذا محاسبه این نیروها و حل معادلات حرکت به صورت همزمان انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که نیروهای غالب محیطی وارد بر این سازه عمدتا آیرودینامیکی بوده و همچنین نشان داده شده است که فرکانس غالب تحریک نیروی آیرودینامیکی با فرکانسهای طبیعی سازه فاصله داشته که این خود پایداری سازه را ایجاد می کند.
کلید واژگان: توربین بادی شناور، رفتار دینامیکی، استحصال انرژی، نیروهای آیرودینامیکیNowadays demand for renewable and reliable energy sources due to the global warming, environment pollution and global energy crisis is of utmost importance in offshore engineering. As a result of recent developments in wind industries extracting energy from offshore wind resources has a growth. A number of researches are carried out in the field of land based wind turbines but investigations about floating wind turbines as a consequent of their dynamic behavior complexity are still limited and further more detailed surveys are required. This paper presents an open source and public simulation code for the analysis and design of floating offshore wind turbines. The dynamic behavior due to environmental and inertial loads is obtained using a fully coupled comprehensive numerical tool implemented in MATLAB. blade element momentum theory used to determination of aerodynamic loads on wind turbine as well as Panel method and Morison's equation to calculate the hydrodynamic loads considering the instantaneous position of wind turbine system. The results show the domination of aerodynamic loads on wind turbine dynamic behavior as well as stability of structure due to the great difference between values of dominate aerodynamic excitation frequency and system natural frequencies.
Keywords: floating wind turbine, Dynamic behavior, Energy recovery, Aerodynamic forces -
با توجه به بحران های پیش رو در خصوص استحصال انرژی و آلودگی های محیط زیست توربین های بادی شناور می توانند عملی ترین و اقتصادی ترین روش برای استخراج منابع عظیم انرژی باد فراساحلی در آب های عمیق و عمق متوسط باشند. توربین های بادی شناور سازه های پیچیده ای هستند که تحت اثر هم زمان تحریکات باد و موج قرار دارند. دینامیک سازه ای کوپل و معادلات پاسخ حرکت این توربین ها غیرخطی شدگی های هندسی میان حرکت های نسبی و سرعت ها را نشان می دهد توربین بادی شناور یک سیستم سازه ای مرکب آیرو-هایدرو-سرو-الاستیک هست؛ که برای چنین سازه هایی می بایست معادلات حرکت غیرخطی کوپل شده با در نظر گرفتن نیروهای تحریک و میرایی غیرخطی شامل تمام اثرات ناشی از باد و موج در حوزه زمان حل شوند. در پژوهش حاضر، آنالیز پاسخ های حرکت برای شرایط عملیاتی حرکات انتقالی و دورانی به منظور بررسی عملکرد و پایداری سازه ای توربین بادی شناور اسپار تحت نیروهای شناوری و هیدرودینامیک امواج موردبررسی قرار گرفته است. در این راستا اقدام به توسعه مدل عددی با استفاده از نرم افزار متلب گردید. پیش از انجام شبیه سازی دینامیکی توربین بادی شناور موردبررسی در این پژوهش به صحت سنجی مدول های موجود در مدل پرداخته می شود. درنهایت نتایج به دست آمده در حوزه زمان ارائه شده اند نتایج به دست آمده نشان می دهند در حرکات انتقالی، بیشترین و کمترین میزان نیروی شناوری به ترتیب در جهت های عمودی و عرضی و بیشترین و کمترین میزان نیروی هیدرودینامیک به ترتیب در جهت های طولی و عرضی بوده است. همچنین در حرکات دورانی، بیشترین و کمترین میزان نیروی شناوری به ترتیب در جهت های طولی و عمودی و حداکثر و حداقل میزان نیروی هیدرودینامیک به ترتیب در جهت های عمودی و عرضی بوده است. بررسی کمی نتایج به دست آمده نشان می دهد، مقدار نیروی شناوری در راستای محور X حداقل 16000- کیلونیوتن و حداکثر 500کیلو نیوتن در راستای محور Yحداقل 50-کیلونیوتنو حداکثر 550کیلونیوتن و در راستای محور Z حداقل 82000 کیلونیوتن و حداکثر 7800 کیلونیوتن بوده است. همچنین مقدار نیروی هیدرودینامیک در راستای محور X حداقل 350- کیلونیوتن و حداکثر 350 کیلونیوتن در راستای محور Yحداقل صفر و حداکثر 2/6 نیوتن و در راستای محور Z حداقل صفر و حداکثر 260 کیلونیوتن بوده است.کلید واژگان: توربین بادی شناور، نیروهای شناوری، نیروهای هیدرودینامیکی امواج، نرم افزار متلبDue to the forthcoming crisis for the extraction of energy as well as environmental pollution, floating offshore wind turbines (FOWT) can be the most practical and economic way to extract offshore wind energy resources in the deep waters of intermediate depth. FOWTs are a complex system that are under simultaneous effect of movements resulting from wind and sea waves. Coupled dynamic structures and motion response equations of these turbines show geometric non-linearities between relative forces and speeds. Floating wind turbine is a compound Aero-Hydro-Servo-Elastic system, for which coupled nonlinear motion equations must be designed taking into consideration movement forces and nonlinear damping involving all effects of wind and waves on time lapse. In the present study motion response for operation conditions in translational and rotational motions were analyzed to investigate functionality and structural stability of floating offshore wind turbine under buoyancy and Hydrodynamics forces. For this, a numerical model was developed in MATLAB software. Before dynamic simulation of the FOWT under study, present modules in the model were verified. Finally the obtained results were presented in time domain. The extracted results show that in translational motions, the maximum and minimum of buoyancy forces are in length and width directions respectively and maximum and minimum of Hydrodynamic forces values are in surge and sway directions respectively. Also, in rotational motions maximum and minimum of Buoyancy forces are in length and vertical directions respectively and maximum and minimum of the Hydrodynamic forces are in vertical and width directions respectively.Keywords: Floating wind turbine, Bouancy forces, Hydrodinamuc forces, MATLAB software
-
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:6 Issue: 2, Jun 2013, PP 51 -59In this paper the effects of non-linearity of suspension on dynamic behavior of a railway wheelset has been studied. This wheelset has four degrees of freedom that with two constraints it has reduced to two degrees of freedom. Vermeulen-Johnson theory has been used to calculate contact forces between wheel and rail. In this study the creep coefficients have considered constant. Any linearization has not been used for obtaining motion equations. Lateral suspension for these wheelset is dry friction which has been modeled by using Kolesch theory. Runge-kutta method has been used for solving these equations and results have presented to obtain limit cycles due to hunting behavior of wheelset.Keywords: Railway wheelset, limit cycle, hunting, critical velocity
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.