Subscribe to the gold package and get unlimited access to Shamra Academy
Register a new userThe effect of atmospheric boundary layer turbulence at a height of wind turbine installation
تأثير اضطراب طبقة الغلاف الجوي السطحية في ارتفاع تنصيب العنفة الريحية
1160
0 110
0
(
0
)
Created by
Shamra Editor
Ask ChatGPT about the research
يهدف هذا البحث إلى اكتشاف التمازج الحاصل بين اضطراب طبقة الغلاف الجوي السفلى و الجريان خلف عنفة ريحية بإبعاد حقيقية على ارتفاع مناسب عن سطح الأرض، اعتمدت الدراسة نموذج القرص الفعال في الحالة الدورانية (RADM) كنموذج مختلط بين حالة القرص الفعال ثلاثي البعد 3D ، و نموذج الريشة الافتراضي VBM، و تم إدخال تصحيح ضياعات طرف الريشة TLC و ذلك من اجل تقريب النموذج من الحالة الواقعية. في الجزء السفلي من طبقة الغلاف الجوي السطحية ترتفع نسبة الاضطراب نتيجة عدة عوامل ، و تتدرج السرعة مع الارتفاع الشاقولي عن الأرض، و مع ازدياد أحجام العنفات الريحية مؤخراً و ازدياد قطر الدوار و بنتيجة وقوعها ضمن الجزء المضطرب من طبقة الغلاف الجوي أصبح لايمكن عد توزع السرعة منتظما على كامل الدوار. إن تدرج السرعة على ارتفاع الدوار و نسبة الاضطراب المرتفعة في الجزء السفلي منه يؤدي إلى زيادة أحمال التعب على الريش و امتداد اضطراب اعقاب الجريان الى مسافات اكبر مما يزيد من الضياعات في المزرعة الريحية و يقلل من الطاقة السنوية المنتجة AEP.
The aim of this paper is to investigate the overlap between lower atmospheric boundary layer and real wind turbine wake which installed not far from ground surface, Here we adopted rotating actuator-disk model (RADM) as a complex model of 3D actuator-disk model, virtual blade modeling (VBM) and tip loss correction, in order to get more reliability and satisfied result. Wind turbines have grown significantly in size over the last years and, it generally placed in an atmospheric boundary layer, then the assumption of uniform wind velocity cannot be valid. The lower part of atmospheric boundary layer has a high level of turbulence intensity and great velocity gradients, then when wind turbine placed in these conditions, a high rate of fluctuation will occur subsequently power losses in wind farms, and change wake turbulence character which affects the flow-induced dynamic loads on downwind turbines.
Artificial intelligence review:
Research summary
تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف التداخل بين اضطراب طبقة الغلاف الجوي السطحية والجريان خلف عنفة ريحية مثبتة على ارتفاع مناسب عن سطح الأرض. اعتمدت الدراسة على نموذج القرص الفعال في الحالة الدورانية (RADM) كنموذج مختلط بين حالة القرص الفعال ثلاثي الأبعاد ونموذج الريشة الافتراضي (VBM)، مع تصحيح ضياعات طرف الريشة (TLC) للحصول على نتائج أكثر دقة وموثوقية. تتناول الدراسة تأثير اضطراب طبقة الغلاف الجوي السطحية على العنفات الريحية، حيث أن الجزء السفلي من هذه الطبقة يتميز بارتفاع نسبة الاضطراب وتدرج السرعة مع الارتفاع الشاقولي عن الأرض. يؤدي هذا الاضطراب إلى زيادة أحمال التعب على الريش وامتداد اضطراب أعقاب الجريان إلى مسافات أكبر، مما يزيد من الضياعات في المزرعة الريحية ويقلل من الطاقة السنوية المنتجة (AEP). استخدمت الدراسة نماذج عددية مثل نموذج القرص الفعال ونموذج الريشة الافتراضي، بالإضافة إلى محاكاة الدوامات الضخمة (LES) لدراسة تأثير الاضطراب على أداء العنفات الريحية. أظهرت النتائج أن مستويات الاضطراب المختلفة تؤدي إلى اختلافات كبيرة في توزيع السرعة المتوسطة، مما يؤثر على أداء العنفات الريحية ويزيد من الضياعات في المزرعة الريحية. توصي الدراسة بأخذ ارتفاع التثبيت في الاعتبار عند تركيب العنفات الريحية لتجنب التأثيرات السلبية للاضطراب.
Critical review
تعتبر هذه الدراسة مهمة لفهم تأثير اضطراب طبقة الغلاف الجوي السطحية على العنفات الريحية، وقد استخدمت نماذج عددية متقدمة مثل نموذج القرص الفعال ونموذج الريشة الافتراضي للحصول على نتائج دقيقة. ومع ذلك، يمكن تحسين الدراسة من خلال تضمين بيانات تجريبية ميدانية للتحقق من صحة النتائج العددية. كما يمكن توسيع نطاق الدراسة لتشمل تأثيرات أخرى مثل تأثير التضاريس المختلفة وتغيرات الطقس الموسمية على أداء العنفات الريحية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحسين النماذج العددية المستخدمة من خلال تضمين تأثيرات إضافية مثل تأثير التآكل والتلف على المدى الطويل.
Questions related to the research
-
ما هو الهدف الرئيسي من هذه الدراسة؟
الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو استكشاف التداخل بين اضطراب طبقة الغلاف الجوي السطحية والجريان خلف عنفة ريحية مثبتة على ارتفاع مناسب عن سطح الأرض، وتأثير هذا الاضطراب على أداء العنفات الريحية وضياعات الطاقة في المزرعة الريحية.
-
ما هي النماذج العددية المستخدمة في هذه الدراسة؟
استخدمت الدراسة نماذج عددية مثل نموذج القرص الفعال في الحالة الدورانية (RADM)، ونموذج الريشة الافتراضي (VBM)، بالإضافة إلى محاكاة الدوامات الضخمة (LES).
-
ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة؟
توصي الدراسة بأخذ ارتفاع التثبيت في الاعتبار عند تركيب العنفات الريحية لتجنب التأثيرات السلبية للاضطراب، ودراسة تأثير الاضطراب على أداء العنفات الريحية بشكل أكثر تفصيلاً.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟
أظهرت النتائج أن مستويات الاضطراب المختلفة تؤدي إلى اختلافات كبيرة في توزيع السرعة المتوسطة، مما يؤثر على أداء العنفات الريحية ويزيد من الضياعات في المزرعة الريحية.
References used
AREZKI,S, MASSON,C. 2010.Numerical modeling of flow around wind turbines using a hybrid method based on the Navier-Stockes solver and the generalized actuator disc concept. Revue des Energies Renouvelables 301 – 309
BLOCKEM ,B, 2007.Ted Stathopoulos, and Jan Carmeliet (CFD simulation of the atmospheric boundary layer: wall function problems, Elsevier
DOBREV, I , MASSOUH,F and, RAPIN, 2007 .M Journal of Physics: Conference Series, Vol. 75, No. 1, p. 012019
rate research
Read More
This paper presents a new contribution the domain of sensorless speed control of
doubly-fed induction generator in wind turbine applications. Where the speed and the
dynamic torque are estimated and used to feedback the control loops. The proposed
sensorless algorithm is robust to variations of the values of machine parameters where the
estimated speed is independent of them. The algorithm avoids using differentiation which
significantly improves its immunity to noise. The field oriented vector control theory is
used to control the speed of the doubly fed induction machine. The used controllers in
closed loops are classical proportional integral (PI). The modeling is based on the Park
equations of the induction machine and on a simple model of the three phase inverter. The
results of simulink on MATLAB provide good performance of the sensorless speed
control.
This study treat the effect of the Suction method as a way of the
boundary layer controlling in order to avoid or at least delay the
boundary layer separation and to explain the effectiveness of this
method in improving the aerodynamic performance
of the
Airfoils of the studied wind turbine blade and thus the possibility
of obtaining better electrical output of the wind turbine, that is
performance improving of wind turbines and obtains a better
design.
The last stage endured on obvious erosion especially the front and the
end of the blade . The erosion caused the appearance some cracks in
this place. These remarks coincided with the theoretic al results ,
which were acquired according to the con
dition of the turbine of
station which showed that the droplet , which collided with the blade
ends, caused high pressure on the surface of the blade and caused
the occurrence of the corrosion . The danger of the erosion
unavoidable due to its relationship with tae station efficiency and the
only to avoid that is the use of the blade made of erosion resistance
ingots .
We have studied in this paper the effect of thermal gaseous using NH3 – gas at some
diffusion layers properties of tool steel 20 in temperature range (550 ,650 ,750, 850) 0C ,
4h at each one . The purpose of this heat treatment is to get and determ
ine the microhardness,
fatigue and corrosion resistance.
The micro-hardness was determined using Vickers's tester with values ranged
between ( 130-435 ) HV.
In order to verify these results, we studied the microstructure if the surface layers
using metallurgical microscope and SEM (Scanning Electron Microscope). Furthermore
the corrosion resistance was studied after immersing it in sea water for two year.
This paper treats the issue of wind energy storage, mechanically, using the flywheel
device. We control the speed of the wind turbine and the flywheel by means of traditional
PID controllers. These controllers are designed depending on the system m
odel and its
parameters. Speed control is achieved by electromagnetic rotor flux orientation as called
vector control. Speed reference value of the wind turbine will be generated in order to track
the maximum power point. The flywheel reference speed is generated based on a second
order filter of power which is considered as a new contribution in this field of research.
Frequency converters are not modeled but we only consider the control strategy. The
results of modeling and simulation in Matlab satisfy the power smoothing issue and reflect
the importance of this study.
Log in to be able to interact and post comments
comments
Fetching comments
Sign in to be able to follow your search criteria
