اثر الاستیسیته فویل نوسانی با سینماتیک نیمه فعال روی برداشت انرژی

هدف این پژوهش مطالعه یک نمونه توربین بالزن با سینماتیک نیمه فعال و ارزیابی اثر پارامترهای دینامیکی مختلف بر عملکرد آن اس ت.در این تحقیق، میدان جریان توربین به کمک روش دینامیک سیالات محاسباتی با استفاده از یک نرم افزار تجاری شبیه سازی شده ودینامیک فویل نوسانی بصورت یک سیستم جرم- فنر- دمپر مدلسازی شده است. در ابتدا، فویل نوسانی به صورت یک بال صلب و بدونامکان انعطاف پذیری در نظر گرفته شده است. بنابراین، مدل الاستیک توربین متشکل از یک فنر و دمپر خطی بوده که صرفا درجه آزادیحرکت انتقالی فویل را فراهم می کند. پس از سنجش مقادیر مختلف برای این ترکیب، یک مورد مناسب بر اساس میزان شباهت عملکردتوربین نیمه فعال به توربین فعال، انتخاب شده است. در گام بعدی، یک فنر و دمپر پیچشی نیز به سیستم اضافه شده است تا اثرانعطاف پذیری فویل در راستای دهانه مورد مطالعه قرار گیرد. این ترکیب الاستیک، مدلسازی یک مقطع فرضی، بین میانه بال، محل اعمالگشتاور پیچشی از سوی عملگر، و نوک بال منعطف در راستای دهانه را ممکن می کند. مقادیر فنر و دمپر خطی با توجه به میزا نانعطاف پذیری خمشی و مقادیر فنر و دمپر پیچشی با توجه به اندازه تغییر شکل پیچشی مورد نظر انتخاب شده اند. مطابق نتایج حاصلشده، ایجاد هماهنگی بهتر بین سرعت انتقالی و نیروی وارده به فویل، منجر به بیشتر شدن توان برداشتی از جریان می شود. از طرفدیگر، افزایش توان برداشتی با بزرگتر شدن دامنه انتقال همراه شده که موجب کاهش راندمان سیستم می گردد. همچنین، مقادیر مختلفانعطاف پذیری منجر به تغییر زاویه پیچش و دامنه انتقال مقاطع مختلف در راستای دهانه بال شده که در نهایت می تواند موجب متفاوتشدن عملکرد کلی یک بال منعطف در راستای دهانه نسبت به یک بال صلب شود.

کلیدواژه ها:

فویل بالزن ، توربین بالزن ، دینامیک سیالات محاسباتی ، سازه انعطاف پذیر