Analisi numerica di una turbina eolica ad asse verticale - Atomino FVG

More documents

Recommendations

Info

Circolazione adimensionale 6 5 4 3 2 1 4.3 VALIDAZIONE DEL CODICE NUMERICO 57 0 85 90 95 100 105 110 115 Azimut θ [˚] Risultati sperimentali Laminare k-ε DES Figura 4.11: Media della circolazione istantanea 4.3.3 Risultati numerici I modelli fisici, oltre a quelli presentati in 4.2, che sono stati usati per le simulazioni di validazione sono Modello bidimensionale nello spazio Modello instazionario implicito: per queste simulazioni si adotterà un time-step pari a ∆t0 = 1 ◦ · ω −1 = π 1 · 180 75 = 2, 3271 · 10−4 s in modo che per ogni time-step il rotore ruota di un grado. Successivamente si modificherà questo valore per verificare la sensibilità del modello ad un infittimento del time-step. Il termine diffusivo viene discretizzato al secondo ordine. Rigid Body Motion Il modello RBM è usato per simulazioni instazionarie dove viene specificato il moto rigido di una porzione di mesh. In particolare, poiché si vuole simulare il comportamento della turbina per λ = 2 e velocità di ingresso V∞ = 7, 5 m/s, la mesh relativa al rotore ruoterà con una velocità angolare di ω = 75 rad/s. Il livello di instazionarietà di questo flusso è determinato dalla frequenza ridotta k o numero di Strouhal, definito come St = ωc 2V
4.3 VALIDAZIONE DEL CODICE NUMERICO 58 Condizioni iniziali velocità (m/s) 7, 5 pressione (Pa) 101325 Condizioni al contorno Inlet Outlet velocità (m/s) 7, 5 pressione (Pa) 101325 Tabella 4.2: Condizioni iniziali e al contorno In questo esperimento, poiché V è funzione dell’azimut θ, St è definito come St = ωc = 2λV∞ ωc c = 2ωR 2R Per questi esperimenti si ha che St = 0.125, che è un valore tipico dei flussi instazionari. Poiché la scia del profilo e dell’asse influiscono sul flusso del profilo nella regione sottovento, è necessario considerare i risultati ottenuti dopo che la turbina ha effettuato qualche giro in modo da avere una scia completamente sviluppata. Tutti i risultati ottenuti sono relativi a posizioni angolari del rotore successive alla fase transitoria dei primi 5 giri. Questa soluzione sarà usata come base per l’analisi di sensibilità all’infittimento del time-step. I limiti dell’hardware e il tempo necessario per il calcolo di una Confronto tra diversi simulazione numerica diretta non consentono l’uso di una griglia modelli di turbolenza spazio-temporale abbastanza fitta per calcolare tutte le scale della turbolenza. Con una griglia non troppo fitta, il risultato finale risulta fortemente influenzato dal modello di turbolenza adottato. Poiché il fenomeno dello stallo dinamico di una VAWT a bassi Tip Speed Ratio dipende dalla separazione laminare che si verifica al bordo d’attacco, l’uso di un modello completamente turbolento può limitare la descrizione della separazione laminare, fornendo una descrizione non corretta del campo fluidodinamico. Per questo motivo sono state effettuate 3 serie di simulazioni con i seguenti modelli: • il modello laminare, costituito dalle equazioni di conservazione della massa e della quantità di moto senza equazioni di chiusura; • il modello k-ε, dove si considerano per la chiusura del problema due equazioni di trasporto turbolento: una per l’energia cinetica turbolenta k ed una per la dissipazione turbolenta ε; • la Detached Eddy Simulation, un modello di turbolenza ibrido che usa le RANS per modellizzare le regioni in prossimità delle pareti e la Large Eddy Simulation per le regioni esterne.
Page 1 and 2:
Laureando: Giampaolo Cetraro Matric
Page 3 and 4:
E L E N C O D E I S I M B O L I α
Page 5 and 6:
1 I N T R O D U Z I O N E Il vento
Page 7 and 8: 1.1 GENERATORI EOLICI 6 (a) Ad asse
Page 9 and 10: 1.1 GENERATORI EOLICI 8 (a) pianta
Page 11 and 12: Figura 1.4: Configurazione Troposke
Page 13: 2 A E R O D I N A M I C A D I U N A
Page 16 and 17: 2.1 DESCRIZIONE QUALITATIVA DEL FLU
Page 18 and 19: 2.1 DESCRIZIONE QUALITATIVA DEL FLU
Page 20 and 21: 2.2 POTENZA DEL VENTO 19 Figura 2.1
Page 22 and 23: 2.2 POTENZA DEL VENTO 21 le aree in
Page 25: 2.3 MODELLO DEI TUBI DI FLUSSO PER
Page 28 and 29: 2.3 MODELLO DEI TUBI DI FLUSSO PER
Page 30 and 31: 3.1 EQUAZIONI DI CONSERVAZIONE 29 u
Page 32 and 33: 3.1 EQUAZIONI DI CONSERVAZIONE 31 d
Page 34 and 35: 3.1 EQUAZIONI DI CONSERVAZIONE 33 L
Page 36 and 37: 3.2 CENNI SULLA MODELLIZZAZIONE DEL
Page 46 and 47: VAWT A GEOMETRIA VARIABILE 45 Figur
Page 48 and 49: 4.1 TURBINA A GEOMETRIA VARIABILE:
Page 50 and 51: 4.2 GENERALITÀ SULLE SIMULAZIONI N
Page 52 and 53: 4.3 VALIDAZIONE DEL CODICE NUMERICO
Page 60 and 61: Residual 10 1 0,1 0,01 4.3 VALIDAZI
Page 64 and 65: Residual 10 0,1 0,001 1E−5 1E−7
Page 68 and 69: (a) contorno di vorticità nulla 4.
Page 72 and 73: Coefficiente di momento 4.3 VALIDAZ
Page 74 and 75: Sensibilità alla griglia di calcol
Page 78 and 79: PRESTAZIONI DELLA GIAMPTURBINA 77
Page 80 and 81: 5.1 AVVIO IN CONFIGURAZIONE SAVONIU
Page 82 and 83: 5.1 AVVIO IN CONFIGURAZIONE SAVONIU
Page 84 and 85: 5.2 CONFIGURAZIONE DARRIEUS A REGIM
Page 86 and 87: 5.2 CONFIGURAZIONE DARRIEUS A REGIM
Page 88 and 89: 5.3 SIMULAZIONI A DIFFERENTI VELOCI
Page 90 and 91: [rad/s] [W] [N*m] [rad/s 2 ] θ [ o
Page 92 and 93: [W] [N*m] [rad/s 2 ] [rad/s] θ [ o
Page 94 and 95: 5.3 SIMULAZIONI A DIFFERENTI VELOCI
Page 96 and 97: CONCLUSIONI 95 ma dai risultati num
Page 98 and 99: B I B L I O G R A F I A (2008), Sta
show all

Analisi numerica di una turbina eolica ad asse verticale - Atomino FVG

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?