Tạp chí
 
Các số tiếng Anh
 

Nghiên cứu phương pháp mô phỏng turbine trục đứng trong không gian 2 chiều dựa trên lý thuyết của mô hình Actuator Cylinder

DOI:10.46326/JMES.2024.65(5).01

  • Cơ quan:

    1 Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam
    2 Phòng Thí nghiệm các Khoa học Ứng dụng (LUSAC), Đại học Caen-Normandy (UNICAEN), Pháp

  • *Tác giả liên hệ:
    This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
  • Nhận bài: 24-03-2024
Trang: 1 - 9
Lượt xem: 616
Xem onlineXem online
Lượt tải: 42
Tải về PDF
★★★★★Yêu thích: , Số lượt: 0
  • ★
  • ★
  • ★
  • ★
  • ★
Bạn yêu thích

Tóm tắt:

Trong lĩnh vực năng lượng gió và thủy triều, turbine là thiết bị được dùng chủ yếu và cũng là đối tượng chính trong các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới. Có nhiều phương pháp để nghiên cứu các thiết bị này, trong đó có phương pháp mô phỏng số. Đây là phương pháp tiên tiến, giúp tiết kiệm chi phí nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác. Trong phương pháp mô phỏng số, việc xây dựng và lựa chọn được mô hình phù hợp, đảm bảo độ chính xác cao là rất quan trọng, quyết định sự thành công của phương pháp nghiên cứu. Bài báo trình bày các kết quả nghiên cứu và xây dựng phương pháp mô hình hóa turbine trục đứng trong không gian 2 chiều dựa trên lý thuyết của mô hình Actuator Cylinder kết hợp với phương trình Navier-Stokes và mô hình rối k-ε Standard trong chương trình ANSYS FLUENT. Đại lượng lực nâng (lực pháp tuyến) và lực kéo (lực tiếp tuyến) tác dụng lên cánh của turbine được so sánh với kết quả thực nghiệm để kiểm chứng độ tin cậy của mô hình. Ngoài ra kết quả tính toán cũng được so sánh với kết quả trong mô hình lý thuyết của tác giả Strickland làm nổi bật hơn độ chính xác của kết quả nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu của bài báo đã chỉ ra sự tương đồng giữa mô hình mô phỏng số với các số liệu thực nghiệm.

Trích dẫn
Nguyễn Văn Thịnh ., 2024. Nghiên cứu phương pháp mô phỏng turbine trục đứng trong không gian 2 chiều dựa trên lý thuyết của mô hình Actuator Cylinder, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 65, kỳ 5, tr. 1-9.
Tài liệu tham khảo

Abdolrahim, R., Ivo, K., Bert, B. (2017). CFD simulation of a vertical axis wind turbine operating at a moderate tip speed ratio: Guidelines for minimum domain size and azimuthal increment. Renewable Energy, 107, 373-385. http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2017.02.006

Aumelas, V. (2011). Modélisation des hydroliennes à axe vertical libres ou carénées: développement d’un moyen expérimental et d’un moyen

numérique pour l’étude de la cavitation. Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Grenoble.

Bachant, P., Goude, A., Wosnik, M. (2016). Actuator line modeling of vertical-axis turbines. Wind Energy, 1-23.

Biadgo, A.M., Simonovic, A., Komarov, D., Stupar, S. (2013). Numerical and Analytical Investigation of Vertical Axis Wind Turbine, FME Transactions, 49-58.

Launder, B.E and Spalding, D.B. (1974). The numerical computation of turbulent flow, Comput Methods Appl Mech Eng, 3, 269-289.

Madsen, H.A. (1982). The Actuator Cylinder, A Flow Model for Vertical Axis Wind Turbines. PhD thesis, Aalborg University.

Menchaca Roa, A. (2011). Analyse numérique des hydroliennes à axe vertical munies d’un carénage. Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique de Grenoble.

Nguyen, V.T., Guillou, S., Thiébot, J., Santa Cruz, A. (2014). Numerical simulation of a pilot tidal farm using actuator disks, influence of a time-varying current direction. Grand Renewable Energy 2014 Proceeding, O-Oc-6-1, Tokyo Japan, 8p.

Nguyen, V.T., Guillou, S.S., Thiébot, J., Santa Cruz, A. (2016). Modelling turbulence with an Actuator Disk representing a tidal turbine. Renewable Energy, 97, 625-635. http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2016.06.014

Paraschivoiu, I, (2009). Wind Turbine design with emphasis on Darrieurs concept, Presses internationals polytechnique.

Roc, T., Greaves, D., Thyng, K.M., Conley, D.C. (2014). Tidal turbine representation: towards realistic applications. Ocean Engineering, 78, 95-111.

Sheldahl, R.E., Klimas, P.C. (1981). Aerodynamic Characteristics of Seven Symmetrical Airfoil Sections Through 180-Degree Angle of Attach for Use in Aerodynamic Analysis of Vertical Axis Wind Turbines. Report SAND80-2114, Sandia National Laboratories.

Shen, W.Z., Zhang, J.H., Sørensen J.N. (2009). The actuator surface model: A new Navier–Stokes based model for rotor computations. Journal of Solar Energy Engineering, 131, 011002-1-011002-9.

Shives, M and Crawford C. (2016). Adapted two-equation turbulence closures for actuator disk RANS simulations of wind and tidal turbine wakes. Renewable Energy, 92, 273–292. https://doi.org/10.1016/j.renene.2016.02.026

Strickland, J.H., Webster, B.T., Nguyen, T.A. (1979). Vortex model of the Darrieus turbine: an analytical and experimental study. Trans ASME Journal of Fluids Engineering, 101, 500-505.

Sudhamshu, A.R., Pandey, M.C., Sunil, N., Satish, N.S., Mugundhan, V., Velamati, R.K. (2016). Numerical study of effect of pitch angle on performance characteristics of a HAWT. Engineering Science and Technology, an International Journal, 19, 632–641.

Các bài báo khác