Wykorzystanie wiatru do produkcji energii elektrycznej staje się coraz bardziej powszechne. Powstają wielkie morskie oraz lądowe farmy wiatrowe zaopatrujące wiele gospodarstw w niezbędny prąd. Do oceny efektywności turbin wiatrowych oraz wzajemnego oddziaływania między sobą oraz otaczającym je terenem możemy wykorzystać nowoczesne narzędzie do symulacji przepływu – XFlow wchodzące w skład portfolio SIMULIA firmy Dassault Systemes.
Jak możemy to policzyć w XFlow?
Aby realistycznie uwzględnić interakcję między przepływem i poruszającą się geometrią XFlow udostępnia nam kilka kluczowych technik CFD:
Ruch ciała sztywnego
Modelowanie ruchu ciał w domenie obliczeniowej w XFlow jest bardzo łatwe i nie wymaga przygotowania dodatkowych obszarów siatkowania. Mamy możliwość określenia parametrów masy oraz bezwładności komponentów, ograniczenia ich ruchu lub obrotu do wybranej płaszczyzny/osi oraz wskazania dodatkowych sił (np. grawitacji) działających na bryłę.
Adaptacyjna siatka obliczeniowa
XFlow daje nam możliwość aktywowania adaptacyjnego dopasowania zagęszczenia sieci obliczeniowej w pobliżu istotnej dla nas geometrii – także tej doświadczającej ruchu w domenie symulacji. W związku z tym nasze obliczenia będą skoncentrowane na ważnych regionach domeny zapewniając właściwy balans między jakością a czasochłonnością badań CFD.
Zaawansowany solver niestacjonarny oparty na Metodzie Sieciowej Boltzmana
W XFlow możemy korzystać z nowatorskiego algorytmu kinetycznego opartego na cząsteczkach korzystający z wall-modeled large eddy simulation (WMLES), czyli modelowanej przyściennie symulacji dużych wirów, do modelowania turbulencji. W takiej sytuacji nie ma potrzeby stosowania siatki o bardzo małych elementach do uzyskania wysokiej jakości wyników.
Jaki wynik otrzymujemy?
Jako parametry wyjściowe z symulacji możemy uzyskać bardzo estetyczne animacje, wartości sił działających na badane geometrie oraz dane o ich położeniu oraz prędkości. Oczywiście możemy wyświetlać dwu- i trójwymiarowe pola parametrów przepływowych. Możemy zatem uzyskać informacje o rzeczywistym ruchu geometrii (np. wirnika elektrowni wiatrowej) w odpowiedzi na otaczające pole przepływu.
Po lewej stronie zaprezentowano wykres prędkości obrotowej turbiny, zaś po prawej wykres momentu obrotowego działającego na turbinę.
Po lewej stronie zaprezentowano wykres prędkości obrotowej turbiny, zaś po prawej wykres momentu obrotowego działającego na turbinę.
Czy to wszystko co potrafi XFlow?
Oczywiście, że nie! Zapraszam do śledzenia naszego bloga SOLIDMANIA, gdzie pojawią się koleje artykuły o zastosowaniach tego przełomowego programu w badaniach CFD. Zaś na tej stronie można zapoznać się z opisem funkcji programu i skontaktować się z naszym działem handlowym w celu zapoznania się z naszą ofertą. A poniżej jeszcze mała animowana zapowiedź…
