توربین های بادی در تنظیمات شهری یک ایده معقول
اگر از شما بخواهم که یک توربین بادی را تصور کنید، احتمال اینکه یک مزرعه بادی را در مکانی دورافتاده تصور کنید، وجود دارد. با دلیل موجه؛ معمولاً جایی است که آنها پیدا می شوند. از طرف دیگر، اگر دانشجو یا استاد دانشگاه کیس وسترن رزرو هستید، ممکن است به توربین بادی که در محوطه دانشگاه دارید فکر کنید. آیا راه اندازی توربین های بادی در محیط های شهری منطقی است؟ این دو محقق پیشنهاد می کنند که دارد.
توربین بادی در پردیس دانشگاه Case Western Reserve در
کلیولند، OH. تصویر از ماتئوس فرناندز و دیوید ماتیسن.
تعریف مشکل
برای کسانی از شما که نمیدانند، پردیس شهری دانشگاه Case Western Reserve در کلیولند، OH محل یک توربین بادی تحقیقاتی است. توربین توسط ساختمانهایی با ارتفاع 20 تا 40 متر احاطه شده است که این سوال را مطرح میکند که “آیا به دلیل تلاطم ناشی از ساختمانها در این محیط، تولید انرژی از دست رفته است؟” ماتئوس فرناندز و دیوید ماتیسن تصمیم گرفتند این موضوع را پیدا کنند. سپس آنها یافته های خود را در کنفرانس COMSOL 2012 در بوستون به اشتراک گذاشتند و جایزه “انتخاب محبوب” را برای پوستر خود به خانه بردند .
مدل سازی توربین های بادی شهری
محققان می خواستند جریان باد را از تمام جهات ممکن تحلیل و تجسم کنند. با استفاده از COMSOL Multiphysics و ماژول CFD ، آنها توانستند یک مدل دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) از مشکل توربین بادی خود ایجاد کنند. فرناندز و ماتیسن برای اطمینان از صحت مدل کامپیوتری خود بادسنج های فنجانی را برای اندازه گیری واقعی باد تنظیم کردند. آنها دریافتند که توافق منطقی بین نتایج باد واقعی و مجازی با حداکثر اختلاف 12٪ وجود دارد.
با استفاده از ویژگی صفحه کار دوبعدی در COMSOL، طرحی از مکانها و ابعاد ساختمان ترسیم شد. عرض هر ساختمان تا حدودی اغراق آمیز بود، برای نتایج محافظه کارانه اثرات ساختمان بر روی توربین در ارتفاع توپی. (اگر ساختمان هایی با این وسعت روی توربین تأثیری نداشته باشند، برای ساختمان های باریک تر، مانند ساختمان های موجود در محل، هیچ اثری وجود نخواهد داشت). خود توربین بادی با ترکیبی از بلوکهای منظم، استوانهها و یک طرح اکسترود شده عمودی برای شکل پرهها ایجاد شد. سپس، تأثیر ساختمانها بر پروفیل باد برای تعیین حداکثر ارتفاع آنها بدون تأثیر بر توربین بادی در ارتفاع توپی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
سطح سرعت باد منطقه توربین. جریان هوا ناشی از غرب 15 متر بر ثانیه.
سرعت باد به صورت رنگی نشان داده شده است، مرز زرد زیر پره ها نشان می دهد
که در ارتفاع پره های توربین، جریان باد تحت تاثیر ساختمان ها قرار نمی گیرد.
تصویر از ماتئوس فرناندز و دیوید ماتیسن.
نتایج
بنابراین ساخت یک توربین بادی در یک محیط شهری در واقع ایده دور از ذهنی نیست. اگر ساختمان ها و توربین از ابعاد خاصی برخوردار باشند، ممکن است به دلیل تلاطم انرژی اتلاف نشود. اول، البته عاقلانه است که یک مدل کامپیوتری برای تجزیه و تحلیل مکان مورد نظر ایجاد کنید تا مطمئن شوید که واقعا قابل اجرا است.
برای اینکه ببینید چگونه می توانید این مشکل را مدل سازی کنید و برای دریافت جزئیات کامل این تحقیق، مقاله و پوستر ” مدل سازی جریان باد منطقه اطراف توربین بادی دانشگاه کیس وسترن رزرو ” را دانلود کنید.
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید