ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ГІДРОДИНАМІКА НА СЛУЖБІ ВІТРОЕНЕРГЕТИКИ

Проведен обзор современного состояния и тенденций развития ветроэнергетики в мире и в Украине. Рассмотрены модели и методы расчета аэродинамических характеристик вертикально-осевых ветроэнергетических установок. Описана роль вычислительной гидродинамики в аэродинамическом проектировании сложных систем. Рассмотрены проблемы решения уравнений Навье–Стокса и моделирования турбулентности. Приведен обзор и классификация пакетов прикладных программ вычислительной гидродинамики. Обсуждены результаты численного моделирования аэродинамики роторов Дарье и Савониуса с двумя и тремя лопастями. Для численного моделирования аэродинамики роторов Дарье и Савониуса с двумя и тремя лопастями применяются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье–Стокса. При моделировании турбулентности используются однопараметрические дифференциальные модели турбулентности. Решение системы исходных уравнений получено с помощью неявного конечно-объемного численного алгоритма, базирующегося на методе искусственной сжимаемости и многоблочных вычислительных технологиях. Представлены результаты расчета роторов Дарье и Савониуса с различным количеством и геометрическими характеристиками лопастей. Выполнен анализ поля течения вокруг роторов. Выделены основные стадии формирования вихревой структуры. Установлено влияние числа Рейнольдса, коэффициентов быстроходности и заполнения на энергетические характеристики роторов Дарье и Савониуса.