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

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PRESTAZIONI DELLA GIAMPTURBINA 77 • Per calcolare le caratteristiche, si ipotizza che la turbina sia realizzata in alluminio (ρ Al = 2700 Kg/m 3 ). Per contenere il peso è stato pensato di rendere cavi i profili e gli assi, questa scelta è giustificata anche dal fatto che profili e assi dovranno contenere le vele e il meccanismo di avvolgimento. Con questa geometria la massa della sezione di turbina è m = 0, 3212 Kg; • Il momento d’inerzia della turbina è pari a Iz = 0, 01 Kg · m 2 . • L’unica resistenza alla rotazione è data dall’inerzia della turbina. In questo studio preliminare è stata fatta solo un’analisi aerodinamica, infatti si è trascurata la massa aggiuntiva del sistema di controllo per muovere la vela e sono stati trascurati i momenti resistenti del generatore elettrico e della trasmissione. Figura 5.1: Sezione di GiampTurbina: il cilindro verde racchiude la porzione di mesh solidale alla turbina DOMINIO FLUIDO • Il dominio ha la stessa larghezza delle simulazioni di validazione (1, 25 m) (4.3.1) ed è lungo 4, 4 m. In particolare si estende per 3 diametri avanti al rotore e 7 diametri dietro (Figura 5.2): la scelta di ridurre la lunghezza il dominio di calcolo è stata imposta dalla necessità di limitare i tempi di calcolo (a differenza delle simulazioni di validazioni ora le simulazioni sono in 3D), mantenendo un’accuratezza accettabile dei risultati numerici.
5.1 AVVIO IN CONFIGURAZIONE SAVONIUS 78 • Il cilindro rotante di fluido che contiene la turbina ha la mesh solidale con essa e un diametro pari a Di = 0, 46 m • la faccia superiore e inferiore del dominio sono state considerate come superfici di simmetria, quindi vengono trascurati gli effetti tridimensionali del flusso in corrispondenza delle estremità superiori e inferiori della turbina. Figura 5.2: Dominio di calcolo per le simulazioni della GiampTurbina 5.1 AVVIO IN CONFIGURAZIONE SAVONIUS Il primo passo da fare per valutare le prestazioni della GiampTurbina è studiare qual’è la coppia e la massima velocità raggiunta in configurazione di avvio. In particolare si vuole vedere quali sono la massima coppia, potenza e velocità raggiunta con un vento d’ingresso di 10 m/s. Inoltre si vuole vedere dopo quanto tempo, partendo da velocità angolare nulla, la turbina raggiunge questi valori. La discretizzazione del dominio è rappresentata in Figura 5.3 Caratteristiche della e 5.4. In Tabella 5.1 sono riportate le dimensioni delle celle. Il mesh controllo volumetrico delle dimensioni di cella è stato realizzato tramite la creazione di volumi ideali (Figura 5.5) dove all’interno sono stati posti i profili e gli assi, in particolare la regione Rotante è stata posta all’interno di Cylinder 1 e i profili all’interno di Brick 1-5.
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Laureando: Giampaolo Cetraro Matric
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