مقایسه عملکرد ایروالاستیسیته پره های مبنا و بهینه شده در یک توربین بادی محور افقی

در این تحقیق، دو پره بهینه شده و مبنا یک توربین بادی محور افقی از دیدگاه ایروالاستیسیته مقایسه شده اند. به منظور بهینه سازی پره، ابتدا با استفاده از تئوری المان پره BEM، وتر و زاویه نصب بهینه در مقاطع مختلف شعاعی پره محاسبه می شود. سپس شکل بالواره ها نیز توسط حل جریان لزج، الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی در زوایای حمله مختلف بهینه می گردد و در نهایت شکل پره بهینه شده استخراج میشود. شبکه بکار گرفته شده از نوع بی سازمان با المان های چهار وجهی میباشد. در روند شبیه سازی جریان سیال از الگوریتم سیمپل و روش مرتبه دوم بالا دست استفاده شده است. در ابتدا نیروهای فشاری و لزجی توسط حل دینامیک سیالات محاسباتی برروی گره های شبکه پره محاسبه می شوند، سپس این نیروها بطور مستقیم در تحلیل الاستیسیته پره مورد استفاده قرار می گیرند. در این مرحله، علاوه بر نیروهای ایرودینامیکی، نیروهای اینرسی حاصل از چرخش پره توربین باد نیز در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از تحلیل ایرودینامیکی برروی پره ها حاکی از افزایش راندمان و اختلاف فشار بیشتردر طرفین پره بهینه شده میباشد. نتایج حاصل از تحلیل تنش-کرنش نیز نشان میدهد که تنش ماکزیمم در پره بهینه شده کمتر از پره مبنا، ضریب اطمینان و توان متوسط توربین با پره بهینه نیز بیشتر از پره مبنا می باشد.