مقایسه عملکرد ایروالاستیسیته پره‌های مبنا و بهینه شده درتوربین بادی محور افقی

در این تحقیق، دو پره بهینه شده و مبنا یک توربین بادی محور افقی از دیدگاه ایروالاستیسیته مقایسه شده اند. به منظور بهینه‌سازی پره، ابتدا با استفاده از تیوری المان پره برای شرایط عملکردی خاص، وتر و زاویه نصب بهینه در مقاطع مختلف شعاعی پره محاسبه می شود. سپس شکل بالواره ها نیز توسط حل جریان لزج ، الگوریتم ژنتیک و شبکه عصبی در زوایای حمله مختلف بهینه می‌گردد و در نهایت شکل پره بهینه شده استخراج می‌شود. شبکه به‌کار گرفته شده در این تحقیق از نوع بی سازمان با المان های چهار وجهی می‌باشد. در روند شبیه-سازی جریان سیال از الگوریتم سیمپل و روش مرتبه دوم بالا دست استفاده شده است. روند تحلیل به این صورت است که ابتدا نیروهای فشاری و لزجتی توسط حل دینامیک سیالات محاسباتی بر روی گره های شبکه پره محاسبه می‌شوند، سپس این نیروها بطور مستقیم در تحلیل الاستیسیته پره مورد استفاده قرار می‌گیرند.در این مرحله، علاوه بر نیروهای ایرودینامیکی، نیروهای اینرسی حاصل از چرخش پره توربین باد نیز در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از تحلیل ایرودینامیکی برروی پره‌ها حاکی از افزایش راندمان و اختلاف فشار بیشتر در طرفین پره بهینه شده می‌باشد. نتایج حاصل از تحلیل تنش- کرنش نیز نشان می‌دهد که تنش ماکزیمم در پره بهینه شده کمتر از پره مبنا، ضریب اطمینان و توان متوسط توربین با پره بهینه نیز بیشتر از پره مبنا می‌باشد.