دانلود ترجمه مقاله انتخاب مواد تیغه توربین بادی با روش المان محدود

1. روش تحقیق 2. نتایج 3. بحث و بررسی 4. نتیجه گیری

چکیده – در این مقاله انتخاب مواد برای یک تیغه توربین بادی با محور افقی با استفاده از شبیه سازی برهم کنش میان سیال و سازهANSYS انجام می شود که از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. قسمت اول یک شبیه سازی دینامیکی سیال محاسباتی جریان سیال حول هندسه تیغه برای بدست آوردن بار فشار وارد بر تیغه در اثر باد است. قسمت دوم تجزیه و تحلیل المان محدود تیغه برای بدست آوردن تغییر شکل و توزیع تنش ناشی از فشار و چرخش آن است. در این مقاله مطالعه چند ماده برای انتخاب مواد بر اساس تغییر شکل کل ، توزیع تنش و حداکثر تنش معادل (فون میسز) انجام شده است. روش تحقیق: یک شبیه سازی رایانه ای برهم کنش میان سیال و سازه با استفاده از نرم افزار ANSYS برای یک تیغه توربین بادی با محور افقی به طول 43.2 متر با استفاده از مواد مختلف از کتابخانه مواد ANSYS با توجه به روش موجود در منابع [3] و [4] انجام شده است ، سپس نتایج برای چندین مواد مختلف برای همان تیغه در منابع [3] و [4] بدست آمد. سرعت باد m/s 12 و سرعت چرخشی نامی rad/s 2.22 است. مواد کامپوزیتی شبیه سازی شده در جدول زیر نشان داده شده است. هر ماده با خصوصیات خود به عنوان مقادیر عددی صرف چگالی، ضریب یانگ، نسبت پواسون و ضریب برشی نشان داده می شود. ایده پشت این امر این است که شبیه سازی عددی با مواد به صورت عددی سروکار دارد و ما می توانیم با قرار دادن مقادیر عددی خصوصیات آن در برنامه ، هر ماده سفارشی را در شبیه سازی وارد کنیم. در این مقاله از مواد استاندارد موجود در کتابخانه نرم افزار رایانه ای ANSYS استفاده شده است.

In this paper the selection of material for a horizontal axis wind turbine blade is done using ANSYS Fluid-Structure Interaction simulation which is composed of two main parts. The first part is a computational fluid dynamic simulation of the fluid flow around the blade geometry to get the pressure load acting on the blade due to wind. The second part is a finite element analysis of the blade to get the deformation and stress distribution due to pressure load and its rotation. A study of several materials is made in this paper to select material based on total deformation, stress distribution and maximum equivalent stress (von-Mises). Methodology: A fluid-structure interaction computer simulation is made using ANSYS Software for a horizontal axis wind turbine blade of length 43.2 m using different materials from ANSYS Materials Library according to the methodology in references [3] and [4] then results are obtained but for several different materials for the same blade in references [3] and [4]. The wind speed is 12 m/s and the rated rotational speed is 2.22 rad/s. The composite materials simulated are shown in the following table. Each material is represented by its properties as mere numerical values of density, Young’s modulus, Poisson’s ratio, and shear modulus. The idea behind this is that numerical simulation deals with materials numerically and we can insert any custom material to the simulation by inserting the numerical values of its properties to the program. In this paper the standard materials available in the ANSYS Computer Software library is used.