Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

CFD-моделирование аэродинамического профиля лопастей ветроэнергетической установки с вертикальной осью в системе Ansys Fluent = CFD-Modeling of the Airfoil of the Blades of a Wind Power Plant with a Vertical Axis in the Ansys Fluent System / Г. Н. Узаков [и др.]. – DOI 10.21122/1029-7448-2024-67-2-97-114 // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ - Энергетика. – 2024. – Т. 67, № 2. – С. 97-114. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/141836. – На рус. яз.

В статье представлены результаты исследований по моделированию аэродинамического профиля DU-06-W-200, применяемого в ветроэнергетических установках с вертикальной осью, в системе Ansys Fluent, оценке совместимости с экспериментальными данными и определению оптимального значения угла атаки. Аэродинамический профиль DU-06-W-200 смоделирован с углами атаки в промежутке от –15 до +15o, граничными условиями и скоростью потока входных данных 15 м/с, рабочей температурой 23 С, рабочим давлением 1·105 Па, плотностью воздушного потока 1,23 кг/м3 (длина хорды аэродинамического профиля 1 м, динамическая вязкость воздушного потока 1,7894·10–5 кг/(м·с), тип турбулентных моделей SST k – omega (k – ω), k – epsilon (k – ε), число Рейнольдса 1,05·106). Создана область двумерной геометрии и профиль сетки для аэродинамического профиля DU-06-W-200, при этом количество узлов в сетке 37495, а количество элементов 36790. Также было установлено, что коэффициенты сопротивления (Cd) SST k – omega (k – ω) для модели турбулентности равны: 0,1734, 0,0721, 0,0311, 0,0204, 0,0351, 0,0782, 0,1712, k – epsilon (k – ε) для модели турбулентности: 0,2065, 0,0789, 0,0318, 0,0212, 0,0359, 0,0787, 0,2019, коэффициенты подъема силы (Cl) SST k – omega (k – ω) для модели турбулентности равны –0,9169, –0,9169, –0,9239, –0,5394, 0,0842, 0,7416, 1,3134, 1,1229, k – epsilon (k – ε) для турбулентной модели составили: –0,9278, –0,8674, –0,5336, 0,0848, 0,0359, 0,0787, 0,2019 при углах атаки аэродинамического профиля DU-06-W-200, равных: –15o, –10o, –5o, 0o, 5o, 10o, 15o соответственно. При оценке совместимости модели и результатов экспериментов аэродинамического профиля DU-06-W-200 использованы критерий соответствия χ2, среднеквадратичная погрешность (RMSE), коэффициент детерминации (R2), средняя погрешность смещения (MBE). По результатам исследования оценки зависимости соотношения коэффициентов сопротивления и подъемной силы от изменения угла атаки, осуществленной с помощью моделей турбулентности SST k – omega (k – ω), k – epsilon (k – ε), установлено, что максимальное значение отношения коэффициентов сопротивления и подъема силы составляет 21 при оптимальном угле наклона атаки, равном 5.
The article presents the results of research on modeling the DU-06-W-200 airfoil used in wind power plants with a vertical axis in the Ansys Fluent system, evaluating compatibility with experimental data and determining the optimal angle of attack. The DU-06-W-200 airfoil was simulated with angles of attack ranging from –15 to +15, boundary conditions and input flow rate being of 15 m/s, operating temperature – of 23 C, operating pressure – of 1·105 Pa, air flow rate – of 1.23 kg/m3 (airfoil chord length is of 1 m, dynamic viscosity of the air flow is 1.7894·10–5 kg/(m·s) and the type of turbulent models is SST k – omega (k – ω), k – epsilon (k – ε), whereas Reynolds number is 1.05·106). A two-dimensional geometry domain and a grid profile for the DU-06-W-200 airfoil have been created, with the number of nodes in the grid 37495 and the number of elements 36790. It was also found that the drag coefficients (Cd) SST k – omega (k – ω) for the turbulence model were equal to 0.1734, 0.0721, 0.0311, 0.0204, 0.0351, 0.0782, 0.1712, k – epsilon (k – ε) for the turbulence model were equal to 0.2065, 0.0789, 0.0318, 0.0212, 0.0359, 0.0787, 0.2019, lift coefficients (Cl) SST k – omega (k – ω) for the turbulence model were –0.9169, –0.9169, –0.9239, –0.5394, 0.0842, 0.7416, 1.3134, 1.1229, k – epsilon (k – ε) for the turbulent model was –0.9278, –0.8674, –0.5336, 0.0848, 0. 0359, 0.0787, 0.2019 at angles of attack of the DU-06-W-200 airfoil equal to –15, –10o, –5, 0, 5, 10, 15, respectively. In assessing the compatibility of the model and the experimental results of the DU-06-W-200 airfoil, the conformity criterion χ2, root mean square error (RMSE), coefficient of determination (R2), and average bias error (ABE) were used. Based on the results of a study of the dependence of the ratio of the drag and lift coefficients on changes in the angle of attack, carried out using the SST k – omega (k – ω) and k – epsilon (k – ε) turbulence models, it has been found that the maximum value of the ratio of the drag and lift coefficients is 21 at the optimal angle attack inclination equal to 5.

621.548

общий = БД Труды научных работников БНТУ : 2024г.
труды сотрудников БНТУ = Энергетический факультет : кафедра "Промышленная теплоэнергетика и теплотехника"
труды сотрудников БНТУ = Энергетика. Электроэнергетика. Теплотехника (труды)
общий = ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
общий = АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
общий = ЛОПАСТИ
общий = АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА