Rüzgar Türbinlerinin Mikro Düzeyde Yer Seçimi için Navier- Stokes Akış Çözücüsünün Topografik Yapısız Çözüm Ağlarında Geliştirilmesi ve Kullanılması

Download
2015
Ahmet, Gökhan
Tuncer, İsmail Hakkı
Leblebici, Engin
Ünlü, Tezcan
Sevine, Tansu
Bu çalışmada türbülanslı atmosferik akış çözümlerinin elde edilmesi amacıyla ODTÜ Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümünde geliştirilmekte olan, paralel hesaplama ortamında çalışabilen 3 boyutlu Navier-Stokes çözücü HYP3D, Mezo ölçekli meteorolojik tahmin yazılımı WRF ile akuple edilerek yüksek çözünürlüklü topografya üzerinde uzun dönemli rüzgar akış alanları ve rüzgar enerji potansiyeli hesaplanmıştır. Numerik çalışmalar bir rüzgar santralinin ve uzun dönemli atmosferik gözlem verilerinin olduğu Mersin-Mut bölgesinde uygulanmış, ve gözlem verileri ile doğrulanmıştır. Bu çözüm bölgesi için yüksek çözünürlüklü (1,5 arcsec, 30m) topografya haritası (DEM) temin edilmiştir. Bu topoğrafya verisi ile yüksek çözünürlüklü, yapılı ve hibrit çözüm ağları oluşturulmuştur. HYP3D çözümleri için gerekli sınır koşulları, yaygın olarak kullanılan, açık kaynak kodlu meteorolojik hava tahmin yazılımı WRF ile 1km çözünürlüklü çözüm ağında elde edilen akış çözümlerinden sağlanmıştır. Akuple çözümler için öncelikle seçilen dar bölgeyi içine alan daha büyük bir bölge için WRF ile uzun dönemli çözümler elde edilmiştir. WRF çözümlerinde kullanılan global ölçekli başlangıç ve sınır koşulları NCEP (National Centers for Environmental Prediction) Final Analysis (FNL from GFS) (ds083.2 dataset) veri setinden temin edilmiştir. HYP3D çözüm ağının dış hücreleri için gerekli olan zamana bağłı sınır koşulları ise düşük çözünürlüklü WRF çözümlerinden interpolasyon yöntemiyle elde edilmiştir. HYP3D .Navier-Stokes akış çözücüsünde ve meteorolojik tahmin yazılımı WRF 'de kullanılan çözüm ağ yapılarının ve çözünürlüklerin farklı olması sebebiyle, WRF ile hesaplanan akış değişkenlerinin Navier-Stokes çözücüsünün yeryüzeyine yakın bazı düğüm noktalarına interpolasyon yapılamamaktadır. Bu çalışmada düşük çözünürlüklü WRF çözüm ağı ile yüksek çözünürlüklü Navier-Stokes çözüm ağının yeryüzüne yakın bölgelerde yaklaşık olarak eşleştirilmesi için iki farklı yöntem denenmiştir. HYP3D yazılımında zamana bağlı sınır koşullarının veri dosyalarından okunarak paralel hesaplama ortamında uygulanması sağlanmıştır. HYP3D'de kullanılan türbülans modeli ile yüzey pürüzlülüğünün etkin bir şekilde modellenebilmesi için var olan Runge-Kutta açık (explicit) çözüm yöntemine ek olarak Simetrik Gauss-Seidel nokta kapalı (point implicit) çözüm yöntemi geliştirilmiş, performans değerlendirilmesi yapılmıştır. WRF ile akuple edilen yüksek çözünürlüklü Navier-Stokes çözümleri bir yıllık bir zaman aralığı için elde edilmiştir. Bu akış çözümlerinde elde edilen yüksek çözünürlüklü rüzgar alanları, rüzgar hızının eşdeğer çizgileri, Weibull dağılımları ve rüzgar gülü grafikleri ile değerlendirilmiştir. Akış değişkenleri, 7 gerçek gözlem verileri ve WRF sonuçları ile kıyaslanmış, paralel hesaplamalar için performans değerlendirmesi yapılmıştır. Ayrıca güç üretim eğrileri verilen örnek rüzgar türbinleri için yıllık enerji üretim haritaları elde edilmiştir.

Suggestions

Akış Kaynaklı Rüzgar Türbini Gürültüsü Hesaplamaları İçin Yüksek Çözünürlüklü 2 ve 3 Boyutlu Navier-Stokes Çözücülerinin Geliştirilmesi ve Uygulanması
Cengiz, Kenan; Yalçın, Özgür; Özyörük, Yusuf(2016)
Projenin amacı, rüzgar türbini aerodinamik gürültü kaynaklarının ve bu kaynaklardanyayılan gürültünün seviye ve yayılma dogrultularının sayısal benzetimi için, tecimsel yazılımlarda olmayan yüksek dogruluk yetenekli (çözünürlüklü) ve verimli bir hesaplama teknolojisini geli¸stirmek, geli¸stirilen yazılımları kanat profillerine ve örnek bir türbine uygulamak ve sonuçlarını irdelemektir. Rüzgar türbinlerinde aerodinamik gürültü üretimi türbülanslı akı¸s alanı ile ilgili oldugundan, problemin çözümüne yakla¸sı...
Fly-By-Wire Hava Araçları için Uçuş Zarfı Koruma Sistemi Geliştirilmesi
Yavrucuk, İlkay; Akmenek, Efe Bulut; Gürsoy, Gönenç(2016)
Bu projenin amacı, kontrol sistemi Fly-By-Wire sabit kanatlı uçak ve helikopterlerde, aracın uçuş limitlerini geçmemesi için kontrol lövyesinin maksimum hareket mesafesi tahmin ederek, pilota bunu aktif lövye kontrolleri ile geri bildirimde bulunarak, aracın uçuş zarfının içersinde kalmasını sağlayan uçuş zarfı koruma sisteminin algoritmalarının geliştirilmesidir. Kontrol lövyesinin izin verilen maksimum hareket mesafesi uçuş durumuna göre sürekli değiştiğinden, bunun bazı limit parametreleri ve uçuş duruml...
İyonosfersel uzaktan iletişim dizgeleri planlama ve işletim dizgelerinde nitelik yükseltilmesi
Tulunay, Yurdanur; Bilge, H. Ayşe; Arıkan, Feza; Tulunay, Ersin(2000)
COST 251 içinde yürütülen çalışmalar, çoğunlukla, Eylem çerçevesinde kurulan veri tabanlanndan alınan, iyonosfersel ölçüm verileri kullamlarak yapılan kuramsal ve istatistiksel incelemelerdir. Özel ek ölçümler de yapılmıştır. Yapılan deneylerle dikey ve eğik gelişli sonda, elektron yoğunluk profili, TEC ve HF görünge kullanım (spectrum occupancy) ölçümleri yapılmıştır. İyonosfersel parametrelerin kestirim (prediction) ve öngörü (forecast) benzekleri (model) üretilmeştir. Kanal Benzetimi (simulation) için yö...
Anlık basınç yüküne ve balistik çarpmaya dayanıklı, takviye elemanlarla güçlendirilmiş ince cidarlı kompozit sandviç plakların çok-hedefli genetik algoritmalar ile optimal tasarımı ve deneysel doğrulaması
Balkan, Demet; Demir, Özgür; Mecitoğlu, Zahit; Arıkoğlu, Aytaç(2017)
Analitik ve sayısal hesaplamaların yapılabilmesi için İTÜ Uçak ve Uzay Bilimleri FakültesiKompozit yapı laboratuvarında bulunan MTS (Universal test makinası) cihazı kullanılarak,proje kapsamında temin edilen kompozit malzemelerin mekanik özellikleri belirlenecektir.Daha sonra, anlık basınç yükü deneyleri gerçekleştirilecek ve literatürde var olan basınçfonksiyonlarına kıyasla daha genel analitik bir yaklaşım ortaya konulacaktır. Plağın çarpmadayanımının incelenmesinde LS-DYNA ticari sonlu elemanlar yazılımı...
Yatay Eksenli Rüzgar Türbinlerinde Uç Enjeksiyonu Kullanılarak Aktif Uç Girdabı Kontrolü Yönteminin Deneysel İncelenmesi
Uzol, Oğuz(2015)
Kaldırma kuvvetinin oluşmasını sağlayan kanat alt ve üst yüzeyleri arasındaki basınç farkı, kanat uçlarında havanın alt yüzeyden üst yüzeye doğru sızmasına sebep olur. Bu sızma, kanat üzerine gelen ana akışla birleştiği zaman kanat ucunda konsantre bir şekilde dönen girdaplara dönüşür. Bu girdap yapıları yatay eksenli rüzgar türbinlerinde performans kayıplarına, gürültü problemlerine yol açmakta ve rüzgar çiftliklerinde art arda dizilen türbinlerde girdap-türbin etkileşimlerinin yol açtığı ciddi yapısal ve ...
Citation Formats
G. Ahmet, İ. H. Tuncer, E. Leblebici, T. Ünlü, and T. Sevine, “Rüzgar Türbinlerinin Mikro Düzeyde Yer Seçimi için Navier- Stokes Akış Çözücüsünün Topografik Yapısız Çözüm Ağlarında Geliştirilmesi ve Kullanılması,” 2015. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRjeE1ESXk.