ЖЕЛ ТУРБИНАСЫН 3D МОДЕЛЬДЕУГЕ АРНАЛҒАН ТОРДЫ ҚҰРУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ

Мақалада тұрақты емес ауа ағынымен жел турбинасын 3D модельдеу үшін тор құру міндеті қарастырылады. Мәселені шешу үшін екі тор жасалады: біріншісі айналмалы бөліктен, екіншісі айналмалы емес бөліктен. Сондықтан торды құру үшін OpenFOAM пакетінің бөлігі ретінде blockmesh, snappyHexMesh, transformPoint, reconstructParMesh, mergeMeshes, changeDictionary утилиталары қолданылады. Тордың құрылысындағы негізгі келесі мәселелердің шешімі анықталады: біріншісі-статикалық және қозғалмалы тордың комбинациясы, екінші айналу осі негізгі осьтердің ешқайсысына параллель емес (бұл факт snappyhexmesh-пен байланыстыруды және айналу моментін бағалауды қиындатады). Салынған торлардан алынған мәліметтердің нәтижесінде стационарлық бөлік кеңістіктің үлкен көлемін қамтиды және жоғары ажыратымдылыққа ие. Мысалы, бекітілген бөліктің торы blockmesh көмегімен салынған 6 750 000 ұяшықтан тұрады, тордың бүйірлерінің жалпы саны 20 385 000-ға тең, оның 20 115 000-ы ішкі беттер, ал қалғандары тордың шекаралары. Айналмалы бөліктің деректері жабық тордың 2 965 671 ұяшықтан, 9 447 062 беттен және 3 623 151 нүктеден тұратынын көрсетеді. Демек, айналмалы бөлік турбина қалақтарының геометриясы мен динамикасына бейімделеді. Алынған салынған торлардың деректеріне сүйене отырып, тордың сапасы мен ажыратымдылығы талданады. Алынған тордың жел турбинасының айналасындағы турбулентті ағындарды модельдеу үшін жеткілікті дәлдігі мен бейімделуі көрсетілген.

1. Christopher J. Greenshields, «CFD Direct Ltd. User Guide» version 5.0. https://doc.cfd.direct/openfoam/user-guide-v11/index (2017).

2. Greenshields, C. «Openfoam — 2.2.0: snappyhexmesh _ feature snapping». https://openfoam.org/release/2-2-0/snappyhexmesh-features-layers-baffles/ (2013).

3. Greenshields C. «Openfoam – 2.3.0: Arbitrary mesh interface». https://openfoam.org/release/2-3-0/non-conforming-ami/ (2014).

4. Hoem M.E., Jun. «Implentation and testing of an actuator disk in openfoam». Project work, The Norwegian University of Science and Technology. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-22196-6_48 (2017).

5. Holzmann, T., «Mathematics, Numerics, Derivations and OpenFOAM», 4th Edition. Holzmann CFD. https://www.academia.edu/37043744/MATHEMATICS_NUMERICS_DERIVATIONS_AND_OPENFOAM (2016).

6. Lloyd C. Sampling for graphs in parallel for ami case. https://dl.acm.org/doi/10.1145/2514.2515 (2017).

7. Stergiannis N. Cfd moddeling approaches against single wind turbine wake measurements using rans / N. Stergiannis, C. Lacor, J.V. Beeck, R. Donnelly // Journal of Physics: Conference Series 753. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.24976.81928 (2016).

8. Stergiannis N. Full hawt rotor cfd simulations using different rans turbulence models compared with actuator disk and experimental measurements / N. Stergiannis, J. van Beeck, M.C. Runacres // Wind Energy Science Discussions. Р. 1-20. http://dx.doi.org/10.5194/wes-2017-6 (2017).

9. Modelling of wind turbine wake with a sliding mesh / J. van der Auweraert // Master’s thesis, Delft University of Technology. http://dx.doi.org/10.1002/we.2821 (2015).

10. Christopher J. Greenshields, «CFD Direct Ltd. User Guide version 5.0». https://doc.cfd.direct/openfoam/user-guide-v11/index (2017).

11. Bartl J. Blind test comparison of the perfomance and wake flow between two in-line wind turbines exposed to different turbulent inflow conditions / J. Bartl, L. Scetran // Wind Energy Science 2. – Р. 55-76 http://dx.doi.org/10.5194/wes-2-55-2017 (2017).

12. Barthl J., Sætran L., Invitation to the 2015 «Blind Test 4» Workshop Combined power of two inline turbines at different inflow conditions. Research Gate. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.1749.2004 (2015).

13. Numerical simulations on static Vertical Axis Wind Turbine blade icing // R. Manatbayev et al // Renewable Energy. 2021. – № 170. http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2021.02.023.

14. Zhang Y. Assessment of Applicability of Auto-Generated Grid in Large Eddy Simulation of Flow Around a Cylinder / Y. Zhang et al // Journal of Tongji University. – 2023. № 51(4). Р. 542-550. http://dx.doi.org/10.11908/j.issn.0253-374x.21518.

15. Venugopalan S.G.R. A Parallel Implementation of blockMesh for Quick Generation of Huge Meshes / S.G.R. Venugopalan, D. Chandar, H. Gopalan // Conference: ESI OpenFOAM User Conference, https://www.researchgate.net/publication/328577387_A_Parallel_Implementation_of_blockMesh_for_Quick_Generation_of_Huge_Meshes.