Akış Kaynaklı Rüzgar Türbini Gürültüsü Hesaplamaları İçin Yüksek Çözünürlüklü 2 ve 3 Boyutlu Navier-Stokes Çözücülerinin Geliştirilmesi ve Uygulanması

Download
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¸sım, yüksek mertebeli sonlu farklar ve sonlu hacimler Navier-Stokes çözücülerinin geli¸stirilmesi ¸seklinde benimsenmi¸stir. Sıfırdan geli¸stirilen yazılımlarda akı¸s çevrintileri (türbülans), Spalart-Almarass türbülans modeli ve ayrık çevrinti benzetimi (Detached Eddy Simulation, DES) yakla¸sımı ile modellenmektedir. Geli¸stirilen yazılımlar, izantropik vorteks ta¸sınımı, silindir ve kanat kesitleri üzerinde sürtünmesiz akı¸s, düz levha ve kanat kesitleri üzerinde türbülanslı akı¸s, kanal içerisindeki türbülanslı akı¸s, e¸sdagılımlı yönbagımsız türbülansın yitmesi gibi bir çok farklı 2 ve 3 boyutlu problemler ile dogrulanmasının yanısıra, literatürde yer alan kanat kesitlerinin dü¸sük ve yüksek hücum açılı benzetimlerine de uygulanmı¸stır. Projede geli¸stirilen bu yüksek mertebeli kodların ticari ya da diger dü¸sük mertebeli yazılımlara nazaran beklenen üstünlügü, ya çözüm agı çözünürlügü ihtiyacının dü¸süklügü bakımından ya da benzer aglarda daha dogrusonuçlar vermesi açısından farklı problemler aracılıgı ile gösterilmi¸stir. Uzak alan akustik bilgisi, ilgi duyulan geometri etrafında kurulan Ffowcs Williams-Hawkings geçirken yüzeyleri üzerinde uygulanan analitik temelli integral çözücüler ile elde edilmektedir. Bu çözücüler de proje kapsamında sıfırdan, hem zaman hem de frekans alanında çalı¸sacak nitelikte yazılmı¸s ve dogrulanmı¸stır. Ayrıca 3 boyutlu bir türbin uygulamasına da giri¸silmi¸stir. Toplamda yaklasık 5 milyon elemanlı bir ag ile modellenen iki bıçaklı bir türbinin çözümleri, 192 çekirdekli bir hesap platformunda DES modellemesi ile ba¸slatılmı¸s, ancak kullanılabilir akustik sonuçlar vermesi için 1 yılı a¸skın süre gerektigi anla¸sılmı¸stır. Artan bilgisayar kapasite ve hızlarının, böyle kodların ileride kullanımını olanaklı kılacagı görülmektedir.
Citation Formats
K. Cengiz, Ö. Yalçın, and Y. Özyörük, “Akış Kaynaklı Rüzgar Türbini Gürültüsü Hesaplamaları İçin Yüksek Çözünürlüklü 2 ve 3 Boyutlu Navier-Stokes Çözücülerinin Geliştirilmesi ve Uygulanması,” 2016. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRjeE1EWTI.