Nghiên cứu hiện tượng đàn hồi khí động lá cánh tuabin gió

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin gió HỒNG KIM Q hoangkimquy.hust@gmail.com Ngành Kỹ thuật hàng khơng Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Hồng Thị Kim Dung TS Vũ Ngọc Hải Chữ ký GVHD Viện: Cơ khí Động lực HÀ NỘI, 1/2022 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Hoàng Kim Quý Đề tài luận văn: Nghiên cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin gió Chun ngành: Kỹ thuật hàng không Mã số HV: CBC20284 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 30 tháng 12 năm 2021 với nội dung sau: 1) Kết biến dạng lớn xảy đầu mút cánh tuabin gió chưa xác Kết chỉnh sửa thành kết chuyển vị lớn xảy đầu mút cánh tuabin gió 2) Các hình ảnh, bảng biểu lỗi sai tả chỉnh sửa 3) Nội dung chủ yếu luận văn kiểm bền cánh tuabin gió lực khí động lực đàn hồi gây việc thực phân tích FSI chiều – tốn đàn hồi khí động tĩnh Tác giả bổ sung, chỉnh sửa để làm sáng tỏ nội dung luận văn Giáo viên hướng dẫn Ngày 18 tháng 01 năm 2021 Tác giả luận văn Hoàng Thị Kim Dung Hoàng Kim Quý CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Họ tên học viên: Hoàng Kim Quý SHHV: CBC20284 Chuyên ngành: Kỹ thuật hàng không Lớp: CLC2020B Người hướng dẫn 1: PGS.TS Hồng Thị Kim Dung, Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ, Viện Cơ khí Động lực, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Người hướng dẫn 2: TS Vũ Ngọc Hải, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Phenikaa Tên đề tài (tiếng Việt): Nghiên cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin gió Tên đề tài (tiếng Anh): Research on Aeroelastic Phenomena of Wind Turbine Blade Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài: Trong thực tế nay, vấn đề lượng vấn đề đặt lên hàng đầu Nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt điều yêu cầu nguồn lượng để thay Một nguồn lượng lượng gió Tuabin gió có chức biến đổi thành điện Do việc nghiên cứu tuabin gió cần thiết Hiện tượng đàn hồi khí động xảy cánh turbine ảnh hưởng đến độ bền tính ổn định kết cấu tuabin gió Nghiên cứu tượng khí động đàn hồi chiều cánh turbine phạm vi nghiên cứu đề tài Mục đích đề tài (các kết cần đạt được): Mơ hình cánh tuabin WindPACT 3.0 MW đưa với điều kiện hoạt động khác (vận tốc gió, tốc độ quay rotor, blade pitch angle) Các kết cần đạt phân bố áp suất (pressure distribution), phân bố ứng suất (stress distribution) cánh tuabin biến vị (deformation) cánh tương ứng với điều kiện hoạt động khác So sánh kết thu với kết định danh mơ hình cánh tuabin WindPACT 3.0 MW đưa kết luận Nội dung đề tài, vấn đề cần giải quyết: - Tổng quan tuabin gió tượng đàn hồi khí động cánh tuabin - Xây dựng mơ hình hình học giải tốn FSI - Mơ số tượng FSI phân tích kết 10 Dự kiến kế hoạch thực : Luận văn dự kiến hoàn thiện thời gian tháng nghiên cứu cụ thể sau: - Tháng thứ 1: Nghiên cứu tổng quan tuabin gió cánh tuabin; Cơ sở lý thuyết tượng đàn hồi khí động - Tháng thứ 2: Mơ hình hình học cho tốn FSI thông tin điều kiện hoạt động, vật liệu cánh… - Tháng thứ 3: Mô số giải toán CFD - Tháng thứ 4&5: Mơ số giải tốn FSI - Tháng thứ 6: Hoàn thiện luận văn Người hướng dẫn Hoàng Thị Kim Dung LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn đóng góp ý kiến định hướng nghiên cứu PGS TS Hoàng Thị Kim Dung, người trực tiếp hướng dẫn để hồn thiện luận văn Tơi xin dành tình cảm đặc biệt để dành cho gia đình, bạn bè – người bên cạnh, ủng hộ mặt tinh thần, giúp đỡ vượt qua thời gian khó khăn này! TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Năng lượng tái tạo ngày nghiên cứu nhiều tăng lên nhu cầu lượng, nguồn nhiên liệu hoá thạch dần cạn kiệt vấn đề liên quan đến môi trường Năng lượng gió dạng lượng phát triển mạnh mẽ thời gian gần Để tăng công suất, nhà phát triển thường tăng kích thước tuabin gió Kích thước tuabin gió tăng dẫn đến gia tăng kích thước cánh tuabin Chuyển vị đầu mút cánh tuabin thường tăng kích thước cánh tuabin tăng Chuyển vị xảy trình hoạt động tuabin gió tải áp suất phân bố cánh cánh Đây khía cạnh việc nghiên cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin Lúc này, tốn mơ FSI (Fluid–Structure Interaction) thực để nghiên cứu tượng đàn hồi khí động Việc kiểm soát chuyển vị cánh tuabin xảy trình hoạt động làm giảm nguy nứt, gãy cánh tuabin Từ nâng cao hiệu hoạt động tuabin gió, đặc biệt tuabin gió có kích thước lớn HỌC VIÊN Hoàng Kim Quý MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Phạm vi đề tài phương pháp nghiên cứu 1.3 Cấu trúc luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TUABIN GIÓ 2.1 2.2 Phân loại tuabin gió 2.1.1 Tuabin gió trục ngang 2.1.2 Tuabin gió trục đứng Các thành phần tuabin gió 2.2.1 Rôto 2.2.2 Hệ thống truyền động 2.2.3 Vỏ bọc 2.2.4 Máy phát điện 2.2.5 Tháp móng 2.2.6 Hệ thống điều khiển 2.2.7 Hệ thống điện đầu CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐÀN HỒI KHÍ ĐỘNG 3.1 Giới thiệu chung tượng đàn hồi khí động 3.2 Hiện tượng thất tốc (Dynamic Stall) 10 3.3 Hiện tượng phân kỳ (Divergence) 11 3.4 Hiện tượng cánh vẫy (Flutter) 12 3.5 Sự phân bố tải (Load Distribution) 12 CHƯƠNG LÁ CÁNH TUABIN GIĨ CHO BÀI TỐN FSI 15 4.1 Thiết kế mơ hình cánh tuabin 15 4.2 Các loại vật liệu cánh tuabin 17 CHƯƠNG MƠ PHỎNG SỐ BÀI TỐN FSI 19 5.1 5.2 Mô hình CFD 19 5.1.1 Các quản phương trình (Governing Equations) 19 5.1.2 Mơ hình rối (Turbulence Model) 20 5.1.3 Các điều kiện biên (Boundary Conditions) 21 5.1.4 Chia lưới (Meshing) 22 5.1.5 Kết toán CFD 24 Mơ hình FEA 28 5.3 5.2.1 Mô hình hình học 28 5.2.2 Các điều kiện biên (Boundary Condations) 29 5.2.3 Chia lưới (Meshing) 29 5.2.4 Kết toán FEA 30 Kết toán FSI 33 KẾT LUẬN 46 6.1 Kết luận 46 6.2 Hướng phát triển đồ án tương lai 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Tuabin gió trục ngang có cơng suất MW lắp đặt cách bờ biển 28 km phần biển Bắc Bỉ với chiều dài cánh 61.5 m đường kính quay rôto 126 m [4] Hình 2.2 Tuabin gió trục đứng có cơng suất 55–55,00 kW Tham khảo tại: https://en.wind-turbine-models.com/turbines/93-dornier-darrieus-55 (ngày truy cập: 29/01/2021) Hình 2.3 Các thành phần tuabin gió trục ngang [6] Hình 3.1 Tam giác lực tượng đàn hồi khí động [7] Hình 3.2 Cơ chế tượng thất tốc – phân tách dịng khí leading edge 10 Hình 3.3 Cơ chế tượng thất tốc – tạo xoáy phần leading edge 10 Hình 3.4 Cơ chế tượng thất tốc – tách dịng xốy leading edge tạo dịng xốy trailing edge 11 Hình 3.5 Cơ chế tượng thất tốc – cuộn xoáy trailling edge 11 Hình 4.1 Mơ hình cánh tuabin thiết kế Solidworks 15 Hình 4.2 Các biên dạng cánh cho cánh tuabin [10] 15 Hình 5.1 Miền tính tốn đầy đủ cho mơ hình CFD [11] 21 Hình 5.2 Mơ hình tính tốn với điều kiện biên 22 Hình 5.3 Lưới mơ hình đầy đủ Fluent Meshing 22 Hình 5.4 Mặt cắt mơ hình lưới CFD với lớp lưới có cấu trúc gần bề mặt cánh 23 Hình 5.5 Kết đánh giá Mass Flow Rate 24 Hình 5.6 Vận tốc dịng khí cánh tuabin 25 Hình 5.7 Đường dịng vận tốc qua cánh tuabin 25 Hình 5.8 Véc tơ vận tốc mặt YZ với vị trí 15 m theo phương X tính từ gốc cánh tuabin 26 Hình 5.9 Sự phân bố áp suất mặt trước cánh tuabin (mặt mà dịng khí đầu vào va chạm trực phương -Z Hình 5.7) 26 Hình 5.10 Sự phân bố áp mặt sau cánh tuabin 26 Hình 5.11 Sự phân bố áp suất cánh tuabin theo mặt YZ với vị trí 15 m theo phương X tính từ gốc cánh tuabin 27 Hình 5.12 Áp suất biến đổi dọc theo phương Z mặt phẳng cách mặt phẳng (XY) khoảng 15m theo phương X 27 Hình 5.13 Mơ hình tốn FSI chiều 28 Hình 5.14 Mơ hình cánh tuabin tốn FEA 28 Hình 5.15 Lưới chia toán FEA 29 Hình 5.16 Kết tổng phản lực cánh tuabin 30 Hình 5.17 Tần số dao động riêng cánh tuabin mode 31 Hình 5.18 Ứng suất tương đương Von-Mises mặt trước cánh tuabin 32 Hình 5.19 Ứng suất tương đương Von-Mises mặt sau cánh tuabin 32 Hình 5.20 Kết chuyển vị cánh tuabin 33 Hình 5.21 Chuyển vị tương đối tần số dao động riêng 35 Hình 5.22 Chuyển vị cánh tuabin với loại vật liệu khác 36 Hình 5.23 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu Carbon Fiber 37 Hình 5.24 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu Epoxy Carbon UD 38 Hình 5.25 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu Epoxy Carbon Woven 39 Hình 5.26 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu S-Glass 40 Hình 5.27 Chuyển vị trường hợp độ dày khác cánh tuabin 42 Hình 5.28 Ứng suất tương đương trường hợp 43 Hình 5.29 Ứng suất tương đương trường hợp 44 Hình 5.30 Ứng suất tương đương trường hợp 45 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.1 Thơng số hình học cánh tuabin 16 Bảng 4.2 Các thơng số tuabin gió 17 Bảng 4.3 Các thông số vật liệu composite sử dụng toán FSI 17 Bảng 4.4 Thông số vật liệu sản xuất cánh tuabin thực tế 18 Bảng 5.1 Thơng số khơng khí điều kiện tiêu chuẩn 19 Bảng 5.2 Bảng đánh giá chất lượng lưới dựa vào Skewness 24 Bảng 5.3 Bảng đánh giá chất lượng lưới dựa vào Orthogonal Quality 24 Bảng 5.4 Độ dày thành phần cánh tuabin 28 Bảng 5.5 Độ nhạy lưới mơ hình FEA 29 Bảng 5.6 Tần số dao động riêng thay đổi loại vật liệu cánh 34 Bảng 5.7 Chuyển vị lớn cánh tuabin với loại vật liệu khác 37 Bảng 5.8 Độ dày cánh tuabin phân bố 41 Bảng 5.9 Độ dày phân bố tuyến tính với giá trị tăng từ gốc đến đỉnh cánh tuabin 41 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG Trong chương này, góc nhìn tổng quan đề tài đưa ra, từ lý chọn đề tài, phạm vi nghiên cứu phương pháp nghiên cứu sử dụng Cùng với đó, cấu trúc luận văn giới thiệu để có tiếp cận dễ dàng chương 1.1 Lý chọn đề tài Năng lượng tái tạo ngày nghiên cứu nhiều tăng lên nhu cầu lượng, nguồn nhiên liệu hoá thạch dần cạn kiệt vấn đề liên quan đến môi trường Năng lượng gió dạng lượng phát triển mạnh mẽ thời gian gần Để tăng hiệu suất tuabin gió lượng điện mà tạo ra, cơng nghệ tiên tiến đưa vào nghiên cứu với khía cạnh khác Một khía cạnh tăng kích thước tuabin gió Điều dẫn đến cánh tuabin phải trở nên lớn với kết cấu phức tạp phải đảm bảo yêu cầu vật liệu giá [1] Xu hướng nhà sản xuất tăng rủi ro hỏng hóc tượng đàn hồi khí động trực tiếp gây thất tốc (dynamic stall), phân kỳ (divergence), cánh vẫy (flutter) phân bố tải áp suất (load distribution) Những tượng kết kết hợp lực khí động (aerodynamic force), lực quán tính (inertial force) lực đàn hồi (elastic force) Do đó, việc nghiên cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin quan trọng việc nghiên cứu phát triển hệ tuabin gió 1.2 Phạm vi đề tài phương pháp nghiên cứu Trong phạm vi đề tài này, đối tượng nghiên cứu cho tượng đàn hồi khí động coi nguy hiểm dễ dẫn đến phá hủy kết cấu, phân bố tải áp suất lên cánh tuabin Từ việc xác định tải áp suất phân bố cánh tuabin chuyển vị cánh xác định Phương pháp nghiên cứu thực đề tài phương pháp mô số sử dụng phần mềm mơ cơng nghiệp Ansys Việc mơ hình hóa khía cạnh tượng đàn hồi khí động nghiên cứu đề tài yêu cầu phân tích đồng thời ảnh hưởng khí động dịng khí qua cánh tuabin, ứng xử động lực học tác động lên kết cấu cánh tuabin Để nghiên cứu đặc tính tượng đàn hồi, cụ thể trường hợp phân bố tải áp suất lên bề mặt cánh tuabin, việc mơ hình hóa tương tác kết cấu chất lưu (Fluid–Structure Interaction – FSI) (a) Carbon Fiber (b) Epoxy Carbon UD (c) Epoxy Carbon Woven (d) S-Glass Hình 5.21 Chuyển vị tương đối tần số dao động riêng 35 (a) Carbon Fiber (b) Epoxy Carbon UD (c) Epoxy Carbon Woven (d) S-Glass Hình 5.22 Chuyển vị cánh tuabin với loại vật liệu khác 36 Bảng 5.7 Chuyển vị lớn cánh tuabin với loại vật liệu khác Vật liệu Chuyển vị lớn (m) Carbon Fiber 0.2067 Epoxy Carbon UD 0.36736 Epoxy Carbon Woven 0.76128 S-Glass 0.72205 (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.23 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu Carbon Fiber Ngoài ra, kết ứng suất tương đương cánh tuabin thơng số cần nghiên cứu tập trung ứng suất vị trí cánh tuabin gây tượng liên quan đến rạn, nứt dẫn đến phá hủy cánh tuabin Kết ứng suất tương đương mặt trước mặt sau 37 cánh tuabin thể Hình 5.23, 5.24, 5.25 5.26 Mặt trước cánh tuabin mặt va chạm trực tiếp với dịng khơng khí đầu vào tốn CFD trình bày trên, mặt sau cánh tuabin mặt đối diện với mặt trước cánh tuabin trường hợp Ứng suất tương đương sử dụng vật liệu khác có tập trung ứng suất gần vị trí 1/3 cánh tuabin (tính từ đầu cánh) Đây vùng dễ xảy tượng rạn, nứt cánh tuabin (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.24 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu Epoxy Carbon UD 38 (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.25 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu Epoxy Carbon Woven Như vậy, trường hợp này, ảnh hưởng vật liệu nghiên cứu Ngoài việc xét đến chuyển vị, ứng suất tương đương hay phân bố ứng suất bề mặt cánh tuabin nhà sản xuất hướng đến việc tạo cánh tuabin có khối lượng nhẹ tương lai Do đó, việc nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu cánh tuabin cần thiết Đây định hướng đưa để phát triển tiếp luận văn 39 (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.26 Ứng suất tương đương cánh tuabin sử dụng vật liệu S-Glass 5.3.2 Ảnh hưởng độ dày cánh Kết tốn FSI khơng phụ thuộc vào vật liệu tạo cánh tuabin mà phụ thuộc vào cách phân phối độ dày cánh tuabin Trong phần này, điều kiện sau tốn FSI khơng thay đổi • Vận tốc dịng khơng khí đầu vào cánh tuabin 12 m/s • Vật liệu cánh cho Bảng 4.4 40 Lá cánh tuabin xác định gồm thành phần bề mặt cánh phía ngồi dầm đỡ phía bên (chi tiết xem Hình 5.14) Ba trường hợp độ dày cánh tuabin xét đến Trường hợp 1, độ dày bề mặt bên cánh giảm tuyến tính từ 0.1m gốc cánh xuống cịn 0.005m đầu cánh Tương tự độ dày dầm đỡ giảm tuyến tính từ 0.1m phần gần với gốc cánh xuống 0.03m phần đầu cánh Độ dày cánh tương ứng với vị trí dọc theo phương X hệ tọa độ toàn cục Chi tiết độ dày cánh cho Bảng 5.4 Trường hợp 2, độ dày cánh tuabin bề mặt bên cánh dầm đỡ Giá trị độ dày cánh trường hợp cho Bảng 5.8 Bảng 5.8 Độ dày cánh tuabin phân bố Thành phần Vị trí theo phương X (m) Độ dày (m) -1 0.1 -44.2 0.1 -3 0.1 -44.2 0.1 Bề mặt cánh Dầm đỡ Trường hợp 3, độ dày bề mặt bên cánh tuabin tăng tuyến tính từ 0.005m gốc cánh lên 0.1m đầu cánh Tương tự độ dày dầm đỡ tăng tuyến tính từ 0.03m phần gần với gốc cánh lên đến 0.1m phần đầu cánh Độ dày cánh tương ứng với vị trí dọc theo phương X hệ tọa độ toàn cục Chi tiết độ dày cánh cho Bảng 5.9 Bảng 5.9 Độ dày phân bố tuyến tính với giá trị tăng từ gốc đến đỉnh cánh tuabin Thành phần Vị trí theo phương X (m) Độ dày (m) -1 0.005 -44.2 0.1 -3 0.03 -44.2 0.1 Bề mặt cánh Dầm đỡ 41 Kết chuyển vị cánh tuabin trường hợp thể Hình 5.27 (a) Trường hợp (b) Trường hợp (c) Trường hợp Hình 5.27 Chuyển vị trường hợp độ dày khác cánh tuabin 42 Chuyển vị trường hợp lớn trường hợp nhỏ Tuy nhiên, trường hợp 2, độ dày tăng lên phân bố khối lượng cánh tuabin tăng lên, điều cần nghiên cứu việc phát triển sản xuất cánh tuabin Trong thực tế, độ dày cánh tuabin không nhà sản xuất phân bố trường hợp Lý đó, ứng suất tập trung vị trí gần với gốc cánh, nơi gắn trực tiếp cánh với rotor Do đó, tính trạng gãy nứt xảy vị trí cao Ứng suất tương tương cánh tuabin trường hợp thể Hình 5.28, 5.29 5.30 (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.28 Ứng suất tương đương trường hợp 43 (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.29 Ứng suất tương đương trường hợp Trong trường hợp thứ này, độ dày cánh tuabin ứng suất tương đương tập trung chủ yếu phần cánh, nơi mà có diện tích mặt cắt ngang lớn Trên thực tế, cánh tuabin khơng có độ dày đồng với có phân bố độ dày từ gốc tới đầu mút cánh Điều giúp cánh tuabin nhẹ đảm bảo độ bền mặt kết cấu 44 (a) Ứng suất tương đương mặt trước cánh tuabin (b) Ứng suất tương đương mặt sau cánh tuabin Hình 5.30 Ứng suất tương đương trường hợp Trong phần này, ảnh hưởng vật liệu độ dày cánh tuabin toán FSI nghiên cứu Đây sở cho việc lựa chọn vật liệu cách phân bố độ dày cánh tuabin để đảm bảo độ bền khối lượng 45 KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Trong phạm vi nghiên cứu đề tài này, tượng đàn hồi khí động tĩnh nghiên cứu dựa khía cạnh phân bố tải (load distribution) Bài toán FSI chiều thực Trong mơ hình CFD, phân bố áp suất bề mặt cánh tuabin xác định Sự phân bố áp suất điều kiện tải đầu vào cho mơ hình FEA Từ hai mơ hình CFD FEA, chuyển vị cánh tuabin tính tốn Ở tốn FSI chiều, việc kiểm sốt kích thước phần tử lưới mơ hình CFD FEA quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến độ xác kết toán Các nút lưới bề mặt cánh mơ hình phân tích CFD FEA phải tương đương để việc nội suy kết đạt độ xác Ngồi ra, phương pháp đánh giá chất lượng lưới đưa ra, từ kiểm sốt độ xác tốn Khi vận tốc dịng khí qua cánh khơng đổi, kích thước độ dày cánh tuabin thay đổi, dẫn đến phân bố áp suất thay đổi theo Từ đó, chuyển vị lớn cánh tuabin biến đổi Kết cho phép xác định giới hạn độ dày phân bố độ dày vỏ cánh tuabin Nếu vượt giới hạn độ dày dẫn đến tăng lên nhanh chóng chuyển vị, biến dạng gây nứt, gãy phá hủy cánh tuabin Tính chất vật liệu cánh tuabin ảnh hưởng nhiều đến giá trị chuyển vị Việc sử dụng vật liệu thích hợp khơng giúp giảm khối lượng cánh tuabin mà giúp kiểm soát lượng chuyển vị cánh Điều mục đích quan trọng việc nghiên cứu tượng đàn hồi khí động 6.2 Hướng phát triển đồ án tương lai Với hạn chế mặt thời gian nghiên cứu tài nguyên máy tính, nghiên cứu tượng đàn hồi khí động khía cạnh phân bố tải dừng lại việc thực tốn FSI chiều, có nghĩa có nghiên cứu tượng đàn hồi khí động tĩnh xét tới Đề tài mở rộng việc nghiên cứu toán FSI chiều Khi đó, tượng đàn hồi khí động động đề cập ảnh hưởng qua lại lực khí động lực đàn hồi cánh tuabin gió Bài tốn FSI chiều địi hỏi khả tính tốn lớn máy tính chí phải sử dụng máy tính tính tốn tốc độ cao (HPC) Khó khăn tốn FSI chiều mơ 46 hình CFD, lưới toán chuyển động theo thời gian yêu cầu hiểu biết mặt lý thuyết kỹ sử dụng phần mềm Ansys Fluent Mơ hình cánh tuabin có dầm đỡ phía cánh Nghiên cứu mở rộng mơ hình cánh tuabin có dầm đỡ bên Ngồi ra, tuabin gió có cơng suất lớn, cánh tuabin thường dài, dễ xảy chuyển vị lớn, từ dẫn đến dễ hỏng hóc, nứt gãy cánh Để giảm thiểu rủi ro với cánh tuabin lớn hoạt động, vật liệu cánh tuabin nghiên cứu Các vật liệu composite hướng đến nhằm giảm thiểu khối lượng tuabin, giảm rủi ro nứt gãy sử dụng vật liệu để tránh tượng 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Veers, Paul S., et al "Trends in the design, manufacture and evaluation of wind turbine blades." Wind Energy: An International Journal for Progress and Applications in Wind Power Conversion Technology 6.3 (2003): 245-259 [2] Carol A Dahl, Renewable Resources for Electric Power: Prospects and Challenges: Raphael Edinger and Sanjay Kaul, Elsevier, 2001 [3] S.D Probert, P.D Fleming, "The evolution of wind-turbines: An historical review," Applied Energy, vol 18, no 3, pp 163-177, 1984 [4] Ibrahim Dincer, Muhammad F Ezzat, "Renewable Energy Production," Comprehensive Energy Systems, pp 126-207, 2018 [5] Jon E Withee, "Fully coupled dynamic analysis of a floating wind turbine system," Naval Postgraduate School, California, 2004 [6] Albadi Mohammed, "On techno-economic evaluation of wind-based DG," PhD Thesis, 2010 [7] Raymond L Bisplinghoff et.all, “Aeroelasticity,” Addison-Wesley Publishing Company, 1955 [8] VISCWIND, 1999 Viscous effects on wind turbine blades, final report on the JOR3CT95-0007, Joule III project, Technical Report, ET-AFM-9902, Technical University of Denmark [9] Hansen MH Vibrations of a three-bladed wind turbine due to classical flutter 2002 ASME Wind Energy Symposium, Reno, NV, 2002 [10] Mezaal, Naji Abdullah, K V Osintsev, and S V Alyukov "The computational fluid dynamics performance analysis of horizontal axis wind turbine." Int J Pow Elec & Dri Syst ISSN 2088.8694 (2019): 1073 48 [11] Mezaal, Naji & Osintsev, K.V & Alyukov, Sergey (2019) The Computational fluid dynamics Performance Analysis of Horizontal Axis Wind Turbine International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS) 10 1072 10.11591/ijpeds.v10.i2.pp1072-1080 49 ... áp suất phân bố cánh cánh Đây khía cạnh việc nghiên cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin Lúc này, tốn mơ FSI (Fluid–Structure Interaction) thực để nghiên cứu tượng đàn hồi khí động Việc kiểm... cứu tượng đàn hồi khí động cánh tuabin quan trọng việc nghiên cứu phát triển hệ tuabin gió 1.2 Phạm vi đề tài phương pháp nghiên cứu Trong phạm vi đề tài này, đối tượng nghiên cứu cho tượng đàn. .. hóa khía cạnh tượng đàn hồi khí động nghiên cứu đề tài yêu cầu phân tích đồng thời ảnh hưởng khí động dịng khí qua cánh tuabin, ứng xử động lực học tác động lên kết cấu cánh tuabin Để nghiên cứu