مدلسازی عددی و ارزیابی طراحی بهینه برای یک نمونه توربین هیدروکینتیک

در این تحقیق، یک توربین هیدروکینتیک که داده های آزمایشگاهی عملکرد آن موجود است در یک جریان آشفته و برای نسبت سرعت نوک پره های مختلف به صورت سه بعدی مدلسازی عددی می شود. به همین منظور از مدل آشفتگی کا-امگا اس اس تی استفاده گردیده و مجموعه نرم افزارهای انسیس جهت شبیه سازی عددی به کار رفته است. نتایج مدلسازی نشان می دهد که بیشینه ضریب فشار توربین در نسبت سرعت نوک پره برابر ۰.۳۸ معادل راندمان ۶۴ درصد نسبت به قانون بتز اتفاق می افتد. به منظور ارزیابی مدل هندسی بهینه، تعداد صد هندسه متفاوت با در نظر گرفتن هشت متغیر طراحی تعیین شده است. این طرح ها در سه سرعت دورانی متفاوت و در جریان سرعت آب ثابت مورد شبیه سازی قرار گرفته شده است. با محاسبه گشتاور تولیدی و ضریب توان برای تمامی نمونه ها دو هندسه به دست می آید که نسبت به طرح پایه عملکرد نسبتا مطلوب تری دارند.

کلیدواژه ها:

توربین هیدروکینتیک ، مدلسازی سه بعدی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، هندسه بهینه