Научный отчет № 5326

Название

Численное моделирование ветроэнергетического устройства колебательного типа.

Авторы

Андронов П.Р., Дынникова Г.Я., Стрекалов С.Д.

Аннотация

Рассмотрена плоская сопряжённая задача о колебаниях с одной степенью свободы в потоке вязкой несжимаемой среды базового осциллятора (элемента ветроприёмной поверхности) ветроэнергетического устройства колебательного типа с учётом различных форм кинематических связей. Для численного решения использован бессеточный метод вязких вихревых доменов. Исследовано влияние подвижности шарниров на характер изменения аэродинамических сил и момента, раскручивающего ротор за счёт взаимодействия осциллятора с потоком. Оценено влияние на аэрогидродинамические силы и на раскручивающий момент сходящих с кромок основных вихрей (вихревых спутников) и вторичных вихрей, образующихся в результате вязкого отрыва с ветроприемных поверхностей. Показано, что именно периодически сходящие в ветровой поток «вихревые спутники» являются полезными для поддержания авторотации, а вторичные вихри играют диссипативную роль, т.е. тормозят движение. Получено, что при уменьшении числа Рейнольдса как максимальная, так и осредненная угловая скорость авторотации ротора ветроустановки колебательного типа снижается. Обнаружено, что наличие в системе всех кинематических связей одного подвижного (скользящего) шарнира способствует большей степени равномерности изменения скорости вращения ротора ветроустановки на протяжении одного периода.

Год публикации

2016 г.

Объём

48 с.

Научный руководитель

Гагарин В.Г., Гувернюк С.В.

Ключевые слова

Ветроэнергетические устройства колебательного типа, ветроприемные осцилляторы, кинетические связи, аэродинамические нагрузки, численный метод вязких вихревых доменов