Αεροδυναμικός Υπολογισμός Φορτίων και Δυναμική Συμπεριφορά Πυλώνων Ανεμογεννητριών

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Βερνάρδος Στυλιανός
Επιβλέπων Καθηγητής: Ιωαννίδης Γ., Καθηγητής
Ημερομηνία : Φεβρουάριος 2013

Σε μία περίοδο ανεξέλεγκτης κατανάλωσης ενέργειας, οι ανεμογεννήτριες διαδραματίζουν το δικό τους σημαντικό ρόλο, ως αναπόσπαστο μέλος της ευρύτερης οικογένειας των εναλλακτικών πηγών. Η φαινομενικά απλή τους λειτουργία, ωστόσο, έρχεται σε πλήρη αντίθεση με την περίπλοκη φύση των φαινομένων τα οποία συντελούνται από την πρώτη επαφή της μάζας του αέρα με το μηχανισμό των περιστρεφόμενων πτερυγίων μίας τέτοιας κατασκευής. Ακριβώς αυτό το γεγονός δυσχεραίνει σε μεγάλο βαθμό την προσομοίωση των συνθηκών υπό τις οποίες μία ανεμογεννήτρια καλείται, τόσο να παράγει ωφέλιμο έργο, όσο και να αντεπεξέλθει με ασφάλεια σε κάθε είδους φορτίσεις. Το εγχείρημα της αναπαραγωγής αυτών των συνθηκών σε υπολογιστικό περιβάλλον αποτέλεσε το στόχο της παρούσας εργασίας, αφενός μέσω της δημιουργίας ενός πεδίου ανέμου από ένα σύνολο στοχαστικών διαδικασιών και αφετέρου μέσω της προσομοίωσης της αεροδυναμικής συμπεριφοράς των πτερυγίων αλλά και του πυλώνα. Οι σχετικοί υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν σε περιβάλλον Matlab, μέσω της παραγωγής ενός αλγορίθμου, ο οποίος, λαμβάνοντας υπόψη τις απαραίτητες, ποικίλες παραμέτρους που σχετίζονται με τα αεροδυναμικά φαινόμενα, καταλήγει στη δημιουργία χρονοïστοριών φόρτισης λόγω ανέμου για τον πυλώνα της ανεμογεννήτριας. Τα αποτελέσματα ενσωματώθηκαν ως συνθήκες φόρτισης σε ένα μηχανικό προσομοίωμα πυλώνα, το οποίο δημιουργήθηκε με τη βοήθεια του προγράμματος SAP2000 και αναλύθηκε δυναμικά, μη γραμμικά, ώστε να εξεταστούν οι προκύπτουσες χρονοïστορίες αποκρίσεων και τάσεων, καθώς και να ελεγχθεί η επάρκεια των διατομών που επιλέχθηκαν.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ