NACA 4415 profilli küçük ölçekli rüzgar türbin kanadında farklı malzemelere ve farklı rüzgar hızlarına göre titreşimin sayısal incelenmesi
Numerical investigation of vibration according to different materials and different wind speeds in NACA 4415 profiled small-scale wind turbine blade
- Tez No: 918549
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE GENÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Akış analizi, Rüzgar enerjisi, Rüzgar türbinleri, Titreşim analizi, Yenilenebilir enerji, Yorulma analizi, Flow analysis, Wind energy, Wind turbines, Vibration analysis, Renewable energy, Fatigue analysis
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Gerek büyük ölçekli rüzgâr santrallerinde daha gerek küçük yerel sistemlerde de verimliliği artırmak için türbinlerin performansının iyileştirilmesi önemlidir. Değişen rüzgâr hızları ve yönlerinden dolayı rüzgâr türbinlerinin kanatlarında artan dinamik yükler titreşimlere ve bunun sonucunda zamanla malzemenin yorulmasına neden olur. Bu durum, türbinlerin bakım maliyetlerini artırır ve verimliliklerini olumsuz yönde etkiler. Bu tez çalışmasında, rüzgâr türbini kanatlarının yapısal dayanıklılığını değerlendirmek amacıyla NACA 4415 profilli küçük ölçekli rüzgâr türbin kanadında farklı malzemelere (Karbon fiber, Aramid, Cam fiber (Glassfiber) ve GG50 (sfero)) ve farklı rüzgar hızlarına (3 m/s, 5m/s, 10m/s,1 5m/s ve 20m/s) göre detaylı bir analiz gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizler FLUENT ANSYS kodu ile gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları kanatların farklı yük durumlarındaki davranışlarını ortaya koymuştur ve kritik bölgelerde gerilme yoğunlaşmalarının olduğu tespit edilmiştir. Rüzgâr hızının değişimi kanadın deformasyonunda belirgin bir etki yaratmaktadır ve hız arttıkça, özellikle kanadın uç bölgesindeki şekil değişimi değerlerinin arttığı gözlemlenmiştir. Malzemeye göre analiz sonuçları irdelendiğinde karbon fiber en yüksek dayanıklılığı gösterirken, aramid en yüksek deformasyonu göstermiştir. Sonuç olarak, çalışmanın sonuçları rüzgâr türbini tasarımı için önemli tasarım kriterleri sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In order to increase efficiency in both large-scale wind power plants and small local systems, it is important to improve the performance of turbines. Due to changing wind speeds and directions, increasing dynamic loads on the blades of wind turbines cause vibrations and, as a result, fatigue of the material over time. This situation increases the maintenance costs of the turbines and negatively affects their efficiency. In this thesis study, a detailed analysis was carried out for different materials (Carbon fiber, Aramid, Glass fiber (Glassfiber) and GG50 (ductile iron)) and different wind speeds (3 m/s, 5 m/s, 10 m/s, 1 5 m/s and 20 m/s) on the small-scale wind turbine blade with NACA 4415 profile in order to evaluate the structural durability of wind turbine blades. Numerical analyzes were performed with the FLUENT ANSYS code. The analysis results revealed the behavior of the blades under different load conditions and it was determined that there were stress concentrations in critical regions. The change in wind speed has a significant effect on the deformation of the blade, and it has been observed that as the speed increases, the shape change values, especially in the tip region of the blade, increase. When the analysis results are examined according to the material, carbon fiber shows the highest durability, while aramid shows the highest deformation. As a result, the results of the study provide important design criteria for wind turbine design.
Benzer Tezler
- Pervanenin girdap kafes yöntemiyle aerodinamik analizi
Aerodynamic analysis of a propeller by vortex lattice method
NİHAN ELMAS BAŞGÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN
- Naca 4415 rüzgâr türbini kanat profilinde firar kenarı etkisinin incelenmesi
Investigation of the trailing edge effect at the naca 4415 wind turbine airfoil
ENİS DİLMAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK KÖSE
- NACA66 serisi kanat profillerinde pasif akış kontrolünün sayısal ve istatistiksel incelemesi
A numerical and statistical study on passive flow control for NACA 66 series airfoils
GÜLSÜM KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Gemi MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TANER ÇOŞGUN
- Yüksek kapasiteli rüzgâr türbinleri için farklı kanat profillerinin had yöntemi ile incelenmesi
Investigation of different blade profiles for high-capacity wind turbines by cfd method
MOHAMED EMADELDIN ABDULHAMID AHMED DWEDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FARUK KÖSE
- Laboratuvar tipi darrieus rüzgar türbini tasarımı, imalatı ve performans ölçümü
Design, construction and performance measurement of a laboratory type darrieus wind turbines
RAMAZAN ŞEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARUK KÖSE