طراحی و بهینه‌سازی توربین با هد بسیار کم(VLH) با روش"CST"

Abstract

امروزه استفاده از از انرژی برق- آبی در جهان به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر بطور چشم‌گیری گسترش یافته است. یکی از روش‌های استحصال این انرژی استفاده از توربین‌های محوری با هد خیلی کم در رودخانه‌ها می‌باشد. در این تحقیق، طراحی و بهینه‌سازی یک توربین آبی محوری با هد خیلی کم ( 2.9 متر) انجام شده است. گام اول در بهینه‌سازی توربین، تولید هندسه اولیه مناسب می‌باشد. برای این منظور از روش طراحی یک بعدی مبتنی بر قانون اویلر استفاده شده است. پیشرفت الگوریتم‌های محاسباتی در طراحی و تخمین عملکرد توربین‌های آبی نقش بسزایی داشته است. در این تحقیق شبکه توسط قسمت مش نرم افزار انسیس ایجاد و سپس میدان سیال با حل سه بعدی معادلات ناویر- استوکس در سی. اف. ایکس برای رانر شبیه‌سازی شده است. بهینه‌سازی این هندسه با بهینه‌ کردن نسبت ضریب برا به پسا برای مقاطع مختلف پره به دست می‌آید. از روش سی. اس. تی جهت پارامترسازی و از نرم افزار ایکس-فویل برای استخراج مشخصه‌های جریانی ایرفویل استقاده شده است. سپس ضرایب ایرفویل با کمینه کردن نسبت پسا به برا توسط الگوریتم اف. مین. سرچ نرم افزار متلب اصلاح شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که راندمان در نقطه کاری در هندسه بهینه شده حدود 2.4 درصد افزایش یافته است.