Εφαρμογή μεθόδου διόρθωσης φορτίων σε συνδυασμό με τη χρήση αραιότερων πλεγμάτων σε υπολογισμούς γραμμής άνωσης

Καλφάογλου, Γεώργιος; Kalfaoglou, Georgios

dc.contributor.author	Καλφάογλου, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Kalfaoglou, Georgios	en
dc.date.accessioned	2023-06-02T06:42:23Z
dc.date.available	2023-06-02T06:42:23Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57787
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25484
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Γραμμή δράσης	el
dc.subject	Γραμμή άνωσης	el
dc.subject	Cfd	en
dc.subject	Lifting line	en
dc.subject	Actuator line	en
dc.subject	Διόρθωση φορτίων ανεμογεννήτριας	el
dc.subject	Correction methodology for wind turbine loadings	en
dc.subject	Αραιά πλέγματα	el
dc.subject	Coarse meshes	en
dc.title	Εφαρμογή μεθόδου διόρθωσης φορτίων σε συνδυασμό με τη χρήση αραιότερων πλεγμάτων σε υπολογισμούς γραμμής άνωσης	el
dc.title	Αpplication of correction methodology for wind turbine loadings along with the use of coarse meshes in lifting line calculations	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Fluid Dynamics	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-28
heal.abstract	Η μέθοδος Γραμμής Δράσης (ALM) είναι μία ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική για την αναπαράσταση των αναπτυσσόμενων φορτίων σε δρομείς ανεμογεννητριών στον τομέα της υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD). Στην ALM τα αεροδυναμικά μεγέθη υπολογίζονται τοπικά κατά μήκος μίας γραμμής, που αναπαριστά το πτερύγιο και μετέπειτα προβάλλονται στον 3D υπολογιστικό χώρο μέσω μίας κατανομής Gauss. Αποτέλεσμα της προβολής της δύναμης είναι η δημιουργία στροβιλότητας με συνεκτικό πυρήνα και άρα η υπερεκτίμηση των φορτίσεων στα άκρα των πτερυγίων, όπως θα αποδειχθεί στην παρούσα διπλωματική εργασία. Για την αποφυγή του ανωτέρω φαινομένου οι ερευνητές χρησιμοποιούν την διόρθωση ακροπτερυγίου του Prandtl ή πολύ πυκνά υπολογιστικά πλέγματα που οδηγούν σε υψηλό υπολογιστικό κόστος. Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα διερευνηθεί η συμπεριφορά της μεθόδου Γραμμής Δράσης για αραιά υπολογιστικά πλέγματα και τα αίτια της υπερεκτίμησης των φορτίσεων στα πτερύγια δρομέα Α/Γ. Στη συνέχεια θα προταθεί μία διόρθωση για την αποφυγή του προαναφερθέντος φαινομένου, η οποία θα μελετηθεί παραμετρικά στον δρομέα της Α/Γ 10 MW του DTU. Θα εξεταστούν τόσο μία περιοδική μόνιμη περίπτωση όσο και μία μη μόνιμη περίπτωση σε συνθήκες αξονικής ροής ταχύτητας 11 m/s. Θα γίνει αντιληπτό από την παρούσα εργασία ότι η διόρθωση βελτιώνει αισθητά την εκτίμηση της φόρτισης στα πτερύγια ενώ επιτρέπει τη μείωση του κόστους της μεθόδου Γραμμής Δράσης μέσω της χρήσης αραιότερων πλεγμάτων. Οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται με την χρήση υπάρχοντα κώδικα FORTRAN 90 του Εργαστηρίου Αεροδυναμικής, στον οποίο γίνονται προσθήκες στα πεδία που αναφέρθηκαν	el
heal.abstract	The Actuator Line Method (ALM) is a widely used technique for the representation of blade loading on wind turbine rotors in computational fluid dynamics (CFD). In ALM aerodynamic quantities are calculated locally on a line that represents the blade and then they are projected to the 3D CFD domain by a smearing function based on a Gauss normal distribution. As a result of the projection of body forces the shed vorticity inherits a viscous core which leads to the overestimation of blade loadings especially at the tip, as will be proved in this thesis. To avoid this effect, researchers either use Prandtl’s tip correction or extremely fine grid resolutions which lead to overwhelming computational cost. In this thesis, a detailed investigation of the behavior of ALM with a coarse grid is made along with the causes of the overestimation of tip loadings. Based on these findings a new smearing correction will be introduced and tested parametrically on the 10 MW reference wind turbine of DTU. Both a periodic steady case and an unsteady case with an axisymmetric flow of 11 m/s will be investigated. It will be concluded that the smearing correction greatly improves tip blade loadings while allowing the use of coarser grids, reducing the computational cost of the ALM. All the included calculations are done using the existing FORTRAN 90 code of the lab of Aerodynamics of NTUA, in which the modifications of the smearing correction were added	en
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουλάκης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Αεροδυναμικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	98 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false