Результаты моделирования воздушного турбулентного потока в искривленном канале концентратора ветровой установки

U

Рисунок 7 - Распределение вектора скорости в вертикальном сечении при вдуве в шесть каналов концентратора, скорость вдува 2 м/c, на временном шаге 29 с.

Следует отметить, что данные исследования носят чисто теоретический характер, так как начальное поле вектора скорости задавалось по всем площадям каналов концентратора, и направление потока воздуха было задано строго в центр концентратора со всех шести сторон. Но проведение численного моделирования движения потока воздуха в ветротурбине, показывает эффективность применения концентраторов воздушного потока. Для дальнейшего изучения поведения воздушного потока в концентраторе необходимы экспериментальные данные испытания конструкции шести канального концентратора. Список используемой литературы

1. Белоцерковский О.М. Прямое численное моделирование «переходных» течений газа и задач турбулентности // Механика турбулентных потоков. -М.: Наука, 1980. - С. 70-109.

2. Белоцерковский О.М. Прямое численное моделирование свободной развитой турбулентности // Журн. Вычисл. Матемматики и мат. Физики. -1985. -Т. 25, № 12. -С. 1856-1882.

3. Шуман У., Гретцбах Г., Кляйзер Л. Прямые методы численного моделирования турбулентных течений // Методы расчета турбулентных течений. - Москва: Мир, 1984.-С.103-226.

4. Zang Y., Street R.L., Koseff J.R. A dynamic mixed subgrid-scale model and its application to turbulent recirculating flows // Phys. Fluids. - 1993, vol.5, №12. - Р.3186-3195.

© Кошумбаев М.Б., Мырзакулов Б.К., Абдрассулов И.А., 2016

УДК 608.4

Кошумбаев М.Б., Мырзакулов Бахытжан Куралбаевич, Абдрассулов И.А.

АО «КазНИИ энергетики имени академика Ш.Ч.Чокина»,

г.Алматы, РК, E-mail: mirzakulov@mail.ru

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА В ИСКРИВЛЕННОМ КАНАЛЕ КОНЦЕНТРАТОРА ВЕТРОВОЙ УСТАНОВКИ

Аннотация

В данной работе для оптимизации расчетной схемы приводится методика аэродинамического расчета вихревого движения потока в ветротурбине с концентратором потока.

Ключевые слова

ВЭУ, численное моделирование, вихревое турбулентное движение, воздушный поток, концентратор потока

Численная модель позволяет описывать турбулентное движение нестационарных потоков в искривленных каналах [1]. Расчеты были проведены для различной конфигурации искривленного канала. Для расчетов использовалась равномерная сетка [2]. Шаг по времени принимался постоянным. Реализация численного алгоритма предусматривает автоматическое изменение шага по времени для ускорения времени расчета [3].

На основе численной модели были определены следующие характеристики: распределение векторов скорости внутри канала, распределение статического давления внутри канала.

Расчет проводился при начальной скорости воздушной массы равной 5 м/с, Re=10000, и особо следует отметить, что начальное поле скорости задавалось по всей плоскости входного отверстия канала концентратора.

На рисунке 1 представлен контур скорости воздушного потока вдоль стенки канала концентратора, а на рисунке 2 представлено поле вектора скоростей. Как видно из рисунков течение носит турбулентный характер, и скорость в месте сужения канала увеличивается в 6 раз, а в районе завихрения воздушного потока в 8 раз, при чем скорость движения потока воздуха приобретает установившийся характер через 1 с.

Рисунок 1 - Контур скорости. Скорость вдува 5 м/с, расчетное время t=0.1 с.

Рисунок 2 - Распределение векторов скорости. Скорость вдува 5 м/с, расчетное время t=0.1 с.

Результаты настоящей работы [4] могут найти применение при решении важных прикладных задач, связанных с численным моделированием турбулентных течений в геометрически сложных областях. Разработанные методы расчета турбулентных течений позволят изучать аэродинамические процессы в вихревых ветротурбинах. Необходимо заметить, что разработанные в работе математические модели являются полууниверсальными, поэтому область их применения достаточно широка.

Полученные методы расчета позволяют без особых затрат на вычислительные операции определить основные характеристики конструкции ветротурбины. Благодаря таким расчетам можно качественно оценить размеры конструкции и предполагаемую мощность ветростанции.

Список используемой литературы 1. Флетчер К. Вычислительные методы в динамики жидкостей. - Москва: Мир, - 1991., Т.2. - 552с.

2. Ферцигер Дж. Х. Численное моделирование крупных вихрей для расчета турбулентных течений // Ракетная техника и космонавтика. - 1977. - Т. 15, № 9. - С. 56 - 65.

3. Иевлев В.М. Численное моделирование турбулентных течений. - Москва: Наука, 1990. - 216с.

4. Koshumbayev M.B., Yerzhan A., Myrzakulov B., Kvasov P. Theoretical and Experimental Researches on Development of New Construction of Wind-Driven Generator with Flux Concentrator. // International Conference on "Innovative Trends in Multidisciplinary Academic Research" (ITMAR-2015), 19-22 октября 2015 г. Istanbul, Turkey.

© Кошумбаев М.Б., Мырзакулов Б.К., Абдрассулов И.А., 2016

УДК 004.02:083.73

Кудрявченко Иван Владимирович

К.т.н., доцент

Институт информационных технологий и управления в технических системах ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

г. Севастополь, Российская Федерация inform_kaf@mail .т

КОДИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИЙ ЧАСТИЦЫ В ДИСКРЕТНОМ ДВУМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ЕГО ПОКРЫТИЯ

Аннотация

Предлагаются варианты построения двумерного дискретного пространства (ДП) на основе треугольного, квадратного и гексагонального покрытий. Рассматриваются примеры перемещений частицы в заданную точку ДП и построения соответствующих траекторий с использованием соседнего кодирования. Оцениваются погрешности таких перемещений с учетом числа переходов.

Ключевые слова

Двумерное дискретное пространство, соседнее кодирование, покрытие двумерного дискретного

пространства правильными многоугольниками

Комплексное решение задачи терминального управления автономными мобильными интеллектуальными устройствами, на основе ранее предложенной автором модели роя частиц (РЧ) [1], требует предварительного решения ряда сопутствующих задач. В частности, необходимо проанализировать имеющиеся возможности построения двумерного ДП, конкретизировать метод кодирования траекторий отдельной частицы и дать количественные оценки погрешностей перемещений частицы в зависимости от числа переходов в разных системах координат.