Moment de problème sur l'axe vertical turbine éolienne

[M1000]

bonjour tout le monde, je travaille avec gambit et je parle couramment pour ma thèse universitaire.
j'effectue une analyse cfd sur une éolienne à axe vertical.
le problème est que j'obtiens des valeurs pour le moment le long de l'axe z inacceptable.
en pratique pour un vent de 9m/s je reçois un moment de 4155 nm.
en multipliant pour 120*2*pi/(60), puisque la trubine a une vitesse de rotation de 120 tr/min, j'obtiens:

pe=puissance extraite=52213 w

par rapport à un pouvoir disponible donné par le rapport:

♪

dont la densité de l'air est de 1,225 kg/m3 pour la température ambiante
v est la vitesse
a est la surface avant de la turbine.

dans mon cas a=9m*5m=45m^2
v=9m/s
et puis j'ai:

pw=20093 w

je ne peux pas extraire plus de puissance que celle disponible du vent.

les données sont encore plus évidentes compte tenu du coefficient de puissance cp de la turbine, défini comme:

cp=pe/pw

sa limite masimo théorique selon la théorie de betz est 0.59 et aucune turbine ne peut la surmonter.

pour les éoliennes à axe vertical comme la mine devrait être 0,26<cp<0,37. -="" che="" con="" condizioni="" cp="52213/20093=2,59." define="" di="" fluent="" ho="" i="" inserito="" io="" le="" non="" prova="" quadra.="" qualcosa="" quindi="" sicuramente="" sono:="" sopracitati="" su="" un="" valori=""> modèle -> résolveur: résolveur à pression, instable
définir -> modèle -> visqueux: étalon k-epsilon
définir -> modèle -> équation énergétique sur

état limite:
définition -> condition limite
entrée de vitesse: méthode de spécification de vitesse -> composants, cadre de référence absolu
la zone du domaine dans lequel la turbine est insérée (zone fluide): pointe de mouvement -> maille mobile, vitesse de rotation -> 120 tr/min
turbines (mur): mouvement de paroi -> mur mobile, mouvement -> par rapport à la zone cellulaire d'habitation.

résoudre:
résoudre -> contrôle -solution
urf (facteurs de sous-réalisation) les valeurs qui donnent couramment
accouplement pression-vitesse -> simple
discrétisation: pression -> tôt
toutes les valeurs sur sécon. commande vers le vent

résoudre -> moniteurs -> résiduels: j'ai laissé les valeurs indiquées pour tracer la fenêtre
résoudre -> moniteurs -> force: options: imprimer, tracer et écrire
zones murales: turbines
coefficient: moment
moment centre (0.0.0) turbine a l'axe de rotation en origine

résoudre -> initialiser -> initialiser: toutes les zones

résoudre -> itération

comme échelle de temps, j'ai entré 0,005556s ou correspondant à 4 degrés de rotation, alors que comme échelle de temps numéro 1080 ou 12 rotations.
les données de 4155nm sont rapportées propio à la dernière étape.

qu'est-ce qui ne va pas ?
j'ai peut-être tort d'interpréter les données ?</cp<0,37.>

 

[Franz 2.0]

utiliser couramment sans faire d'examen physique 1?

 

[M1000]

oui, mais si vous pouviez clarifier où se trouve le problème, ce serait mieux...

 

[Drag]

mais de la turbine vous connaissez les données réelles, c'est-à-dire que vous savez que 9 m/s à 120 tr/min absorbent cette puissance ?

 

[M1000]

je n'ai pas de données réelles, mais réalistement la turbine ne peut absorber plus d'énergie que celle fournie par la masse d'air, et comme je l'ai écrit dans le premier post pour la vitesse de 9m/s, le vent a une puissance égale à:

pw=1/2*rho*v^3*a=20093 w

alors que d'après des rapports le long de l'axe z j'ai un moment de 4155nm multiplié par 120rpm, clairement exprimé en rad/s (120*2*pi/60) me fournissent une puissance de

pe=52213w.

donc soit j'ai résolu le problème de l'approvisionnement énergétique mondial, soit il y a quelque chose qui ne va pas.

 

[Drag]

la valeur de l'indice de prix à la consommation est déterminée en fonction de l'indice de prix à la consommation.

dans cette formule seulement la vitesse v :
alors je me demande si au lieu de 120 rpm mettre 10 rpm et répéter le calcul avec une grande
la paire absorbée change, mais pas la v=9 m/s.
ne sera-t-il pas que 120 tr/min n'est pas une bonne donnée?

 

[M1000]

dans la formule l'autre caractéristique est la surface frontale a.

changer définitivement la vitesse de rotation les changements de couple absorbés,
120 tr/min peuvent également être erronés, et à ce stade comment établir la vitesse de rotation correcte?

 

[Drag]

vous devez faire un test avec un régime différent et voir si la paire absorbée monte ou tombe, puis aller à l'itération.
peut-être que si le maillage est très épais vous devriez travailler sur un modèle plus léger pour faire d'abord, puis reprendre le bon.
salutations

 

[M1000]

ok, j'ai lancé une simulation de 60 tours, voyons ce qui se passe.
malheureusement, je dois le lancer avec le modèle de maillage fini, parce que par exemple changer seulement les paramètres de discrétisation pour le vent à 5m/s j'ai une différence remarquable, c'est-à-dire pour la discrétisation à la première commande 6100 nm, pour la discrétisation à la seconde commande 3800nm.
bref, merci pour le conseil.

 

[paolina]

bonjour tout le monde, je travaille avec gambit et je parle couramment pour ma thèse universitaire.
j'effectue une analyse cfd sur une éolienne à axe vertical.
le problème est que j'obtiens des valeurs pour le moment le long de l'axe z inacceptable.
en pratique pour un vent de 9m/s je reçois un moment de 4155 nm.
en multipliant pour 120*2*pi/(60), puisque la trubine a une vitesse de rotation de 120 tr/min, j'obtiens:

pe=puissance extraite=52213 w

par rapport à un pouvoir disponible donné par le rapport:

♪

dont la densité de l'air est de 1,225 kg/m3 pour la température ambiante
v est la vitesse
a est la surface avant de la turbine.

dans mon cas a=9m*5m=45m^2
v=9m/s
et puis j'ai:

pw=20093 w

je ne peux pas extraire plus de puissance que celle disponible du vent.

les données sont encore plus évidentes compte tenu du coefficient de puissance cp de la turbine, défini comme:

cp=pe/pw

sa limite masimo théorique selon la théorie de betz est 0.59 et aucune turbine ne peut la surmonter.

pour les éoliennes à axe vertical comme la mine devrait être 0,26<cp<0,37. -="" che="" con="" condizioni="" cp="52213/20093=2,59." define="" di="" fluent="" ho="" i="" inserito="" io="" le="" non="" prova="" quadra.="" qualcosa="" quindi="" sicuramente="" sono:="" sopracitati="" su="" un="" valori=""> modèle -> résolveur: résolveur à pression, instable
définir -> modèle -> visqueux: étalon k-epsilon
définir -> modèle -> équation énergétique sur

état limite:
définition -> condition limite
entrée de vitesse: méthode de spécification de vitesse -> composants, cadre de référence absolu
la zone du domaine dans lequel la turbine est insérée (zone fluide): pointe de mouvement -> maille mobile, vitesse de rotation -> 120 tr/min
turbines (mur): mouvement de paroi -> mur mobile, mouvement -> par rapport à la zone cellulaire d'habitation.

résoudre:
résoudre -> contrôle -solution
urf (facteurs de sous-réalisation) les valeurs qui donnent couramment
accouplement pression-vitesse -> simple
discrétisation: pression -> tôt
toutes les valeurs sur sécon. commande vers le vent

résoudre -> moniteurs -> résiduels: j'ai laissé les valeurs indiquées pour tracer la fenêtre
résoudre -> moniteurs -> force: options: imprimer, tracer et écrire
zones murales: turbines
coefficient: moment
moment centre (0.0.0) turbine a l'axe de rotation en origine

résoudre -> initialiser -> initialiser: toutes les zones

résoudre -> itération

comme échelle de temps, j'ai entré 0,005556s ou correspondant à 4 degrés de rotation, alors que comme échelle de temps numéro 1080 ou 12 rotations.
les données de 4155nm sont rapportées propio à la dernière étape.

qu'est-ce qui ne va pas ?
j'ai peut-être tort d'interpréter les données ?</cp<0,37.>

oui.
vérifier sur la grille -> escaliers
vous auriez importé un maillage [mm] parlez couramment de la loi en mètres... alors essayez de la changer de la même fenêtre dans [mm] et dites-nous si quelque chose...
bonjour.

 

[M1000]

oui.
vérifier sur la grille -> escaliers
vous auriez importé un maillage [mm] parlez couramment de la loi en mètres... alors essayez de la changer de la même fenêtre dans [mm] et dites-nous si quelque chose...
bonjour.

bonjour paolina et merci,
j'ai vérifié, mais sur gambit le maillage devrait être en mètres, et parler couramment la loi en tant que telle, en fait sur grille->échelle dit que le maillage a été généré en mètres.
les tests à 60 tr/min ont de nouveau donné un résultat négatif.
j'ai encore un moment, sur l'arbre de la turbine, négatif et même inacceptable parce que le rapport en w beaucoup plus que la puissance rendue disponible par la masse d'air qui investit la turbine.
pour l'instant je fais quelques essais avec un modèle de turbine en 2d, mais j'utilise une approche différente, c'est-à-dire selon le rapport de pointe de vitesse, défini comme une relation entre la vitesse d'angle de la turbine à l'extrémité de la lame et la vitesse du vent:

il n'y a pas eu d'erreur.

dans la littérature j'ai trouvé que pour les turbines de type darrieus ce paramètre devrait être entre 4 et 7 mais j'ai effectué quelques tests avec λ=4 qui m'ont donné un moment négatif.
maintenant, je cours un avec λ=1,6, qui par le vent à 5m/s signifie 17 tr/min.
en vérité, je ne sais plus quel poisson prendre.

encore merci pour l'aide

 

[paolina]

oui préprocesseur (gambit) crée maillage dans [m] mais couramment fonctionne mieux en [mm] (ceci seulement pour simplifier de nombreuses opérations de configuration) cmq pouvez-vous me répéter étape par étape la façon dont vous obtenez le rapport de temps? souris :
bon travail

 

[M1000]

d'obtenir le rapport du moment de la décantation ainsi que d'activer le moniteur des résidus actifs aussi que par rapport aux forces, dans le cas du cm le long de l'axe z et dans l'origine des axes, point dans lequel l'arbre de la turbine est placé.

quand j'ai terminé mon travail, je vais au menu :
rapport->forces->options:moment,
j'insère les coordonnées de la position de l'arbre (0,0) et je retire les surfaces (c'est-à-dire les lames de la turbine) dont je suis intéressé par le rapport.
puis cliquez sur "imprimer" et affiche couramment des valeurs de moment de pression, de moment de viscosité et de moment total qui est la somme des deux premiers.

j'ai effectué plusieurs essais sur le modèle 2d pour les vents à 5m/s, 11m/s et 20m/s, et pour les valeurs du rapport de vitesse λ=tip égal à: 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.5, 4.
en théorie darrieus turbines comme la mine devrait travailler avec 4<λ<7 mais 2 alors les valeurs du moment sont négatives.
les seuls résultats utiles que je les ai obtenus pour 1,6<λ<1,8 mais dans ces cas, j'ai des rendements ou pour mieux dire des coefficients de puissance très faibles ou l'ordre de cp=0,15.

je vous remercie toujours de votre attention.

 

[stevie]

je fais quelques considérations. . . .
l'inconnu dans la simulation du problème, sont à la fois le couple disponible pour l'arbre et la vitesse de rotation de la turbine.
ou, pour une certaine valeur de vitesse du vent, votre turbine générera un couple de date en tournant à une certaine vitesse.
cas classique dans lequel vous devez utiliser un maillage dynamique compte tenu de l'interaction de fluide de structure. n'a pas de sens de fixer des valeurs en cas de vitesse de rotation.
autre considération sur le couple généré. . cela varie selon le déplacement de l'angle d'orientation de la turbine par rapport au vent.
le produit de couple instantané pour la vitesse de rotation vous donnera un terme de puissance instantanée généré, très variable dans l'arc de rotation de la turbine.

 

[M1000]

en partie, tu as raison sur tout, je vais t'expliquer.
en fait, je ne donne pas de propio aux cas les valeurs de rotation de la turbine, je me réfère à la matière trouvée dans la littérature et comparée aux valeurs de certains fabricants.
dans le sens où il existe un paramètre appelé rapport de vitesse de pointe, défini comme un rapport entre la vitesse de rotation de la turbine et la vitesse du courant de fluide.
malheureusement, il y a quelque chose de mal avec ce paramètre comme j'ai écrit dans le post précédent.
en ce qui concerne l'analyse fsi, c'est-à-dire l'interaction de la structure des fluides, cela s'explique par mon travail (et aussi par le fait que ce n'est pas adapté à ce type d'analyse, un logiciel valable pour autant que je sache pourrait être adina, mais je pourrais avoir tort sur le courant).
aussi en ce qui concerne la paire est comme vous dites, la paire fournie par couramment est instantanée cependant puisque ma turbine a 5 lames a une distribution de couple très constante (pour cela j'utilise cette géométrie), en pratique après un certain nombre de rotations la valeur du cm tend à une valeur asymptotique sans oscillations.
je vous remercie toutefois pour les détails très précis et pertinents.