Aerodinamičko opterećenje i zamor vjetroagregata

diplomski rad

• Naslov (engleski): Aerodynamic load of fatigue of wind turbine
• Autor: Damir Lončarić
• Mentor: Zdenko Tonković (mentor)
• Mentor: Hrvoje Kozmar (komentor)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet strojarstva i brodogradnje; Zagreb
• Datum i država obrane: 2012-07-06, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Strojarstvo

Sažetak

U radu je provedena analiza zamora glavčine vjetroagregata KO-VA 57/1 u programu FE-safe pomoću S-N metode uslijed aerodinamičkog opterećenja lopatica. Uzrok aerodinamičkog opterećenja je vjetar koji brzinom od 2,5 m/s i intenzitetom turbulencije od 47,84 % frontalno nalijeće na vjetroagregat čiji rotor rotira brzinnom od 0,955 rad/s. Napravljen je model lopatice u Solidworksu na osnovu parametara iz certificiranog programa Bladed, jer su parametri danog modela lopatice previše odstupali od danih parametara u Bladed-u. Opterećenje na lopaticu definirano je pomoću numeričkog modeliranja strujanja u programu Fluent. Kao proračunska domena koristi se trećina krnjeg stošca. Strujanje je modelirano kao stacionarno, izotermno, nestlačivo i turbulentno. Za opis turbulencije korišteni su k – ε i k – ω modeli turbulentnog strujanja. Dobiveni rezultati analize na gruboj mreži su pokazali da mreža nije dobra, međutim zbog nedostatka vremena nije bilo mogućnosti tražiti rješenje neovisno o mreži. Iz istog razloga je dobiveno rješenje aerodinamičkog opterećenja lopatice na gruboj mreži korišteno u daljnjoj analizi čvrstoće. Opterećenje je iz Fluenta preneseno u Abaqus u obliku sila i momenata na pojedine površine lopatice. Za dobiveno opterećenje napravljena je statička analiza prijenosa opterećenja s lopatice na glavčinu i statička analiza čvrstoće glavčine u programu Abaqus. Pritom su opterećenja dodjeljivana u obliku koncenentriranih sila i momenata u referentnim točkama koje su metodom coupling interaction povezane s površinama. Rezultat analize je raspodjela naprezanja po glavčini. Dobivena raspodjela naprezanja je dalje korištena u analizi zamora pomoću programa FE-safe gdje joj je dodijeljena dinamička komponenta u obliku titranja. Dinamička komponenta je superpozicija dvaju titranja, jednog koje oponaša vrtnju rotora i drugog koje simulira turbulencije vjetra. Analizom je utvrđeno da konstrukcija glavčine za dane uvjete ima trajnu dinamičku čvrstoću.

• Ključne riječi: aerodinamičko opterećenje lopatice vjetroagregata; čvrstoća glavčine; zamor glavčine; numerička analiza konstrukcija; metoda konačnih elemenata
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:030091
• Studijski program: Naziv: Strojarstvo; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (mag. ing. mech.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2019-05-22 01:24:22