بررسی توانمندی مدلهای توربولانسی رَنز در پیش‌بینی رفتار جریان حول ایرفویل ارتعاشی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی ، صفحه 1-8 (8) XML اصل مقاله (811.27 K)
کد مقاله : 1036-ISAV2023 (R2)
نویسندگان
استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ملایر
چکیده
مقاطع مختلف پره توربین‌های بادی در یک بازه از زاویه حمله نوسان می کنند و دستیابی به روشی که بتواند جریان متلاطم اطراف آنها را با هزینه کم به درستی مدل کند، یک چالش در دینامیک سیالات محاسباتی محسوب می‌شود. در این مطالعه، به بررسی توانمندی مدل‌های مختلف پیشبینی رفتار گردابه‌ها در معادلات رَنز RANS، نظیر اسپالارت-آلماراس، k-w SST، IDDES و مدل گیکو GEKO پرداخته شده است. برای این منظور از ایرفویل اس-809 بهره گرفته شده است. در ابتدا جریان اطراف ایرفویل در وضعیت واماندگی استاتیک شبیه‌سازی شده است. در بین مدل‌های تلاطم،‌ مدل گیکو عملکرد بهتری در تخمین ضرایب ایرودینامیکی در این شرایط داشته است. پس از آن برای افزایش دقت مدل گیکو به کالیبره نمودن ضریب جدایش در زوایای حمله بالا پرداخته شد. نتایج نشان دادند که ضریب جدایش برابر با 2/5 بهترین تخمین را برای شرایط واماندگی می‌دهد. در گام بعدی با استفاده از مدل گیکو با ضریب کالیبره شده، جریان دینامیک حول ایرفویل نوسانی اس-809 شبیه‌سازی شد و نتایج با داده‌های تجربی و عددی محققین دیگر مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی نشان داد که مدل گیکو با قابلیت کالیبره نمودن ضرایب توسط کاربر، گزینه مناسبی برای شبیه‌سازی جریان‌‌ در اطراف هندسه‌های نوسانی و ارتعاشی می‌باشد.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
.
Authors
مراجع

 1. J. Radun, H. Maula, P. Saarinen, J. Keränen, R. Alakoivu, and V. Hongisto, "Health effects of
wind turbine noise and road traffic noise on people living near wind turbines," Renewable and
Sustainable Energy Reviews, vol. 157, p. 112040, 2022.
2. E. Karasmanaki, "Is it safe to live near wind turbines? Reviewing the impacts of wind turbine
noise," Energy for Sustainable Development, vol. 69, pp. 87-102, 2022.
3. S. Benz, J. Kuhlmann, S. Jeram, S. Bartels, B. Ohlenforst, and D. Schreckenberg, "Impact of
Aircraft Noise on Health," in Aviation Noise Impact Management: Technologies, Regulations,
and Societal Well-being in Europe, ed: Springer International Publishing Cham, 2022, pp. 173-
195.
4. E. U. Madaliev, M. E. U. Madaliev, I. I. Mullaev, M. A. U. Shoev, and A. R. U. Ibrokhimov,
"Comparison of Turbulence Models for the Problem of an Asymmetric Two-Dimensional Plane
Diffuser," Middle European Scientific Bulletin, vol. 18, pp. 119-127, 2021.
5. H. Sogukpinar and I. Bozkurt, "Implementation of different turbulence model to find proper model
to estimate aerodynamic properties of airfoils," in AIP conference proceedings, 2018, p. 020003.
6. A. Singh, S. Aravind, K. Srinadhi, and B. Kannan, "Assessment of Turbulence Models on a Backward Facing Step Flow Using OpenFOAM®," in IOP Conference Series: Materials Science and
Engineering, 2020, p. 042060.
7. A. T. Thies and C. K. Tam, "Computation of turbulent axisymmetric and nonaxisymmetric jet
flows using the K-epsilon model," AIAA journal, vol. 34, pp. 309
8. R. https://turbmodels.larc.nasa.gov/naca0012_val.html.
9. F. Menter, R. Lechner, and A. Matyushenko, "Best practice: generalized k-ω two-equation turbulence model in ANSYS CFD (GEKO)," Technical Report, ANSYS, p. 27, 2019.
10. D. Somers" ,Design and experimental results for the S809 airfoil NREL," sr-440-6918. Tech. rep.,
NREL1997.
11. R. Reuss Ramsay, G. M. Gregorek, and M. J. Hoffmann, "Effects of Grit Roughness and Pitch
Oscillations on the S810 Airfoil: Airfoil Performance Report, Revised (12/99) (PDF 15.7 MB). ,"
The Ohio State University 1999.
12. K. Gharali and D. A. Johnson, "Numerical modeling of an S809 airfoil under dynamic stall, erosion and high reduced frequencies," Applied Energy, vol. 93, pp. 45-52, 2012.