شبیه سازی عددی ارتعاشات ناشی از گردابه در ژنراتورهای بادی بدون پره: تحلیل توان برداشت شده، نیروهای وارد شده و ارتعاشات القایی

برای پاسخ به چالش های جهانی انرژی و محیط زیست، این پژوهش پتانسیل ژنراتورهای بادی بدون پره را برای برداشت انرژی شهری بررسی می کند. هدف، طراحی این ژنراتورها برای محیط های شهری و درک بهتر پدیده های ارتعاشی آنهاست. با بررسی پارامترهای موثر بر بازده، نمودارهای مقایسه ای توسعه داده شد. از شبیه سازی دوبعدی با Ansys Fluent، حلگر SIMPLEC، مش دینامیکی و UDF استفاده شد و ژنراتوری با فرکانس ۲.۲۵ هرتز و الگوی باد شهر کاشان بررسی شد. نتایج نشان داد حداکثر بازده در سرعت باد حدود ۱ متر بر ثانیه است و با افزایش یا کاهش سرعت، بازده کم می شود. در این سرعت بهینه، دامنه ارتعاش بیش از ۴ برابر و برداشت انرژی حدود ۷ برابر بیشتر می شود که نشان دهنده مناسب بودن این ژنراتورها برای بادهای کم شهری است. اوج بازده با پدیده "قفل شدگی" (هم ترازی فرکانس گردابه ریزی و فرکانس طبیعی سازه) همزمان است. این پژوهش بر اهمیت سختی فرکانسی سازه تاکید داشته و پیشنهاد می کند سختی مجازی می تواند بازده را در سرعت های مختلف باد بهینه کرده و راهی برای بهره برداری از انرژی باد در شهرها ارائه دهد.

کلیدواژه ها:

انرژی باد ، انرژی تجدیدپذیر ، ارتعاشات ناشی از گردابه ، توربین های بادی بدون پره گردابه ای ، دینامیک سیالات محاسباتی