بررسی کارآیی مدلهای مختلف در شبیه سازی عددی عملکرد یک میکرو توربین آبی اگنیو

در این مطالعه، شبیه سازی سه بعدی جریان سیال گذرنده از یک میکرو توربین جریان محوری اگنیو بررسی شده است. این توربین که در آزمایشگاه ماشینهای آبی سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی نصب شده، برای تولید توان در مقیاس یک کیلووات طراحی شده است. شبیه سازی عددی در نرم افزار انسیس سی اف اکس نسخه دوازده انجام شده و نتایج آن با داده های تجربی اعتباردهی شده است. چهار شبکه محاسباتی مختلف به کمک روش شاخص همگرایی شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته تا استقلال حل از شبکه بررسی شود. در شبیه سازی ها، از صفحه اختلاط جهت انتقال آشفتگی جریان از دامنه دوار پره ها به دامنه ساکن لوله مکش استفاده شده است که در آن اغتشاشات در راستای محیطی میانگین گیری می شوند. برای اعتباردهی شبیه سازی عددی، تاثیر نحوه مدلسازی آشفتگی جریان با انتخاب چند مدل مختلف بررسی شده است. از آنجا که مقدار شدت آشفتگی جریان به روش تجربی ممکن نیست، چند مقدار برای آن در نظر گرفته شده است و نتایج نشان می دهد که مقدار شش درصد برای شدت آشفتگی جریان ورودی به توربین، نزدیکی بیشتری با داده های تجربی دارد. همچنین با انتخاب چهار طرح مختلف، تاثیر گسسته سازی معادلات بررسی شد که به دلیل دقت مناسب و حجم محاسبات، طرح دقت بالا برای انجام شبیه سازی عملکرد توربین اگنیو انتخاب شد. پس از تعیین نحوه مدلسازی آشفتگی، مقدار آشفتگی در ورودی و نحوه گسسته سازی معادلات، شبیه سازی کل توربین اگنیو انجام شده و نمودارهای راندمان توربین بدست آمده است. خطاهای آزمایش و اختلاف نتایج شبیه سازی با داده های تجربی نیز بررسی شده است که بیانگر توافق مناسبی می باشد.