On the effects of inflow conditions on the wake of wind turbine models and porous discs

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ABDELRAHMAN HISHAM AHMED SABRI HASSANEIN

Danışman: Mustafa Perçin

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, iki farklı giriş akış koşulunun model rüzgar türbininin iz bölgesi üzerindeki etkileri incelenmektedir. Araştırmaya konu olan farklı akış koşulları, homojen izotropik türbülanslı akış ve akım doğrultusundaki sağanaklı akıştır. Serbest akış türbülansı etkisinin araştırılmasında, model türbin iz bölgesi ile benzer sürükleme katsayısına sahip bir gözenekli disk modelinin iz bölgesi karşılaştırılmıştır. Bu sayede türbin ve diskin iz bölgesi akışlarının ve iz bölgesi sönümlenme karakteristiklerinin farkı net olarak ortaya konmuştur. Çalışılan farklı serbest akış türbülans seviyelerinde rüzgar türbinin iz bölgesinin disk iz bölgesine göre daha hızlı sönümlendiği gösterilmiştir. Buna ek olarak, iki modelin de iz bölgesi hız profillerinin uygun bir şekilde ölçeklendirildiği durumda öz-benzer bir akış profiline yakınsadıkları gösterilmiştir. Ayrıca, akış doğrultusundaki hız noksanlığının en büyük değerinin logaritmik bir düşüş gösterdiği ve bu değişime uydurulan eğrinin eğiminin iz bölgesi genişlemesini niceliksel olarak ölçebilmek amacıyla kullanılabileceği gösterilmiştir. Bu sonuç, rüzgar türbinlerinin uzak iz bölgelerindeki akışın elde edilmesi amacıyla kullanılabilecek bir analitik modele temel oluşturabilir. Türbin iz bölgesinin üçgen profile sahip bir sağanağa dinamik cevabı üç farklı uç hız oranı için çalışılmış ve üç farklı durum için iz bölgesinin farklı gelişimi gözlemlenmiştir. Üç farklı durumdaki iz bölgesi hız profillerinin öz-benzer profillerde çakışacak şekilde normalize edilebileceği gösterilmiştir. Türbin uç hız oranı iki için, türbin iz bölgesinin üçgen ve kare biçimli sağanağa dinamik cevabı mukayeseli olarak incelenmiştir. İz bölgesi akış ve dolayısıyla da itki üretim mekanizması değişimlerinin sağanak profillerinin yükselen kenar bölümünde benzer olduğu gözlemlenmiştir.