بهینه سازی آیرودینامیکی پره توربین بادی محور افقی رده مگاواتی با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات

نویسندگان

امیر نجات

دانشیار پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران حمید رضا کاویانی

دانشجو/ پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران

چکیده

در این مقاله یک روش بهینه سازی آیرودینامیکی سریع و کارآمد برای توربین های بادی کلاس مگاوات ارائه شده است. برای این منظور توربین بادی دبلیوپی-پایه با توان خروجی نامی 1.5 مگاوات به عنوان مورد آزمون استفاده می شود. در این تحقیق از روش بهینه سازی ازدحام ذرات استفاده شده است. برای افزایش کارآیی و سرعت چرخه بهینه سازی مطالعه پارامتری بر روی روش بهینه سازی ازدحام ذرات انجام شده است. برای محدود کردن تعداد متغیرها از روش انتقال تابع کلاس/تابع شکل برای پارامتری نمودن هندسه پره استفاده شده و درجه مناسب چند جمله ای توابع شکل برای ایرفویل اس-818، اس-825 و اس-826 تعیین شده است. روش بهینه شده اندازه حرکت المان پره برای برآورد توان خروجی توربین باد در چرخه بهینه سازی استفاده می شود. بدین منظور ابتدا اعتبار این روش بوسیله مقایسه با داده های تجربی و داده های دینامیک سیالات محاسباتی توربین آ-او-سی مورد بررسی قرار می گیرد. داده های آیرودینامیکی مورد نیاز برای روش بهینه شده اندازه حرکت المان پره با استفاده از نرم افزار ایکس فویل بدست می آید. داده های خروجی نرم افزار ایکس فویل و دینامیک سیالات محاسباتی برای ضریب فشار ایرفویل با استفاده از داده های تجربی اعتبار سنجی شده است. زاویه پیچش، وتر و 3 نوع ایرفویل مورد استفاده برای تمام بخش های پره های توربین بهینه سازی شده است. بهینه سازی با استفاده از قیود واقع بینانه انجام شده است. عملکرد هندسه بهینه سازی شده نهایی از طریق معادلات حالت پایای تراکم ناپذیر ناویر-استوکس همراه با مدل آشفتگی انتقال تنش برشی شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهند که حدود 4 درصد افزایش توان برای توربین بدست آمده است.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بهینه سازی آیرودینامیکی و شبیه سازی عددی پره سری ال.ام19 توربین باد محور- افقی 550 کیلوواتی

در مطالعه حاضر به بهینه­سازی پره توربین باد و بررسی پدیده واماندگی برروی پره سری ال.ام 19 توربین باد 550 کیلوواتی جهت افزایش توان پرداخته شده ­است. ابتدا، با در نظر­گرفتن سه مقطع در ریشه، وسط و نوک پره و ثابت فرض نمودن پارامترهای طول پره، تعداد پره، سرعت زاویه­ای و سرعت باد، با استفاده از کدنویسی در نرم­افزار مطلب، سه ایرفویل بهینه با زاویه­های حمله بهینه برای سه مقطع انتخاب می­شود. از آنجا که ...

متن کامل

طراحی و بهینه سازی آیرودینامیکی پره توربین بادی مگاواتی بر پایه تئوری اندازه حرکت المان پره

در این مقاله روشی کاربردی برای طراحی آیرودینامیکی پره توربین بادی مگاواتی بر پایه تئوری اندازه حرکت المان پره ارائه شده است. روش کار به این صورت است که ابتدا بر اساس تئوری اندازه حرکت المان پره ایده آل یک طراحی اولیه انجام گرفته و سپس روشی برای اصلاحات هندسی به منظور نزدیک کردن هندسه پره به شکل عملی و کاربردی ارائه شده است. مزیت این روش آن است که طراحی پره بر پایه تعداد متغیرهای ورودی کمتری انج...

متن کامل

بهینه سازی بازدهی اکسرژی و تولید آنتروپی توربین بادی با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات

هدف این تحقیق افزایش اکسرژی و کاهش تولید آنتروپی برای توربین بادی نوع E‌x‌c‌e‌l-S B‌e‌r‌g‌e‌y با بهینه‌سازی سرعت‌های شروع چرخش، نامی و خاتمه‌ی چرخش در الگوریتم انبوه ذرات است. بدین‌منظور ابتدا تابع هدف با مدل‌سازی ریاضی اکسرژی توربین بادی به دست می‌آید. سپس با گردآوری داده‌های آماری توربین مذکور، توسط کد رایانه‌یی شبکه‌ی عصبی، توربین بادی در نرم‌افزار متلب مدل‌سازی شده و نتایج آن به‌صورت جداول...

متن کامل

بهینه سازی توربینهای بادی دریایی توسط الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات

یکی از چالشهای مهم در راه اقتصادی شدن توربینهای بادی دریایی هزینه های بالای نصب این نوع توربینها است. هزینه های نصب به شدت به میزان فاصله از ساحل و عمق آب وابسته است. با افزایش فاصله از ساحل امکان دستیابی به سرعتهای بیشتر باد فراهم میشود اما از طرفی بر هزینه های نصب میافزاید. بنابراین تعیین فاصله مناسب از ساحل و عمق بهینه آب نیازمند حل یک مسئله بهینه سازی است. به منطور حل این مسئله بهینه سازی د...

متن کامل

بهینه سازی پره توربین بادی محور افقی برای شرایط ایران

در این پایان نامه به بهینه سازی پره توربین بادی محور افقی، برای شرایط جغرافیایی ایران، با هدف بهینه نمودن گشتاور و توان خروجی پره توربین بادی در سه توربین متفاوت ¬پرداخته شده است. سرعت باد 7 برای فرایند طراحی و بهینه سازی در نظر گرفته شده است. نوع ایرفویل و زاویه حمله، به عنوان متغیر¬های بهینه¬سازی در نظر گرفته شده است. این در حالی است که سرعت باد، سرعت دورانی توربین، شعاع پره و طول وتر در هر م...

طراحی بهینه خطوط لوله با استفاده از الگوریتم بهینه سازی چند هدفه ازدحام ذرات (MOPSO)

در بیشتر موارد تعیین همزمان مقدار بهینه پارامترهای موثر در طراحی خطوط لوله بسیار مشکل است. لذا یافتن راه حلی که بتواند بطور هم زمان چند تابع هدف مستقل را که به چند پارامتر مشترک وابسته اند را بهینه نماید، بسیار با اهمیت است. هدف این مقاله بهینه نمودن ضخامت، قطر و سرعت سیال دریک خط لوله با مشخصات معلوم می باشد که با تعریف دو تابع هدف هزینه و دبی عبوری سیال و با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چند...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید


عنوان ژورنال:
مهندسی مکانیک مدرس

جلد ۱۶، شماره ۱۱، صفحات ۱-۱۱

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023