Kompozit yapılı rüzgar türbin kanatlarının iyileştirilmesinde malzeme seçimi
Material selection in improving composite structured wind turbine blades
- Tez No: 985184
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP OBALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tobb Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yatay eksenli, üç kanatlı rüzgar türbin kanatlarının tasarımında, farklı kompozit malzemeler (karbon-vinilester, karbon-epoksi, karbon-fenolik, cam-vinilester, boron-epoksi) ve farklı polimer köpük çekirdek malzemeler (PVC, PET, SAN, PU, PS, PEI) göz önüne alınmıştır. Bu malzemelerin mekanik özelliklerini yansıtan; yoğunluk, young modülü, poisson oranı, kesme modülüne ait sayısal veriler literatürden elde edilmiştir. Kanat yapısı, sandviç panel prensibine uygun şekilde modellenmiştir. Kanat; alt-üst dış yüzey katmanları, yapıştırıcı tabaka ve dış yüzey katmanlarının arasında yer alan çekirdek tabakasından oluşmaktadır. Göz önüne alınan kompozit ve çekirdek malzemelerine ait sayısal verilerin bilgisayar destekli analiz programı vasıtasıyla kullanılması sonucunda, her bir kanat tasarımı için Campbell diyagram eğrileri oluşturulmuştur. Her bir malzeme kombinasyonu için modal analiz gerçekleştirilmiş ve bu analizlerden elde edilen doğal frekanslar, rotor harmonik frekansları ile karşılaştırılmıştır. Olası rezonans riskleri; flapwise, edgewise ve torsiyonel modların davranışları üzerinden değerlendirilmiştir. Böylece, farklı malzeme kombinasyonlarının kanadın yapısal titreşim güvenliğine katkıları tespit edilebilmiştir. Buna ek olarak, malzeme seçimlerinin kanatların doğal frekanslarına, mod şekillerine ve rezonans bölgelerine etkisi saptanmış ve rüzgar türbin kanatlarının yapısal güvenliği ve performansı açısından önemli sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmadan elde edilen verilerin, endüstride kullanılan rüzgar türbini kanatlarının imalatında malzeme seçimi ve gelecekte yapılacak optimizasyon çalışmaları için yol göstermesi ve temel teşkil etmesi hedeflenmiştir.
Özet (Çeviri)
Different composite materials (carbon-vinylester, carbon-epoxy, carbon-phenolic, glass-vinylester, boron-epoxy) and different polymer foam core materials (PVC, PET, SAN, PU, PS, PEI) have been taken into consideration in the design of horizontal axis three-bladed wind turbine blades. Numerical data related to the density, young's modulus, poisson ratio and shear modulus, which reflect the mechanical properties of these materials, were obtained from the literature. The blade structure was modeled in accordance with the sandwich panel principleumerical data related to the density, young's modulus, poisson ratio and shear modulus, which reflect the mechanical properties of these materials, were obtained from the literature. The blade structure is modeled according to the sandwich panel principle. The blade consists of the upper and lower outer surface layers, the adhesive layer and the core layer located between the outer surface layers. As a result of using numerical data belonging to the considered composite and core materials through a computer-aided analysis program, Campbell diagram curves were created for each blade design. Modal analysis was performed for each material combination and the natural frequencies obtained from these analyses were compared with the rotor harmonic frequencies. Possible resonance risks were evaluated based on the behavior of flapwise, edgewise and torsional modes. Thus, the contributions of different material combinations to the structural vibration safety of the blade could be determined. In addition, the effect of material choices on the natural frequencies, mode shapes and resonance regions of the blades has been determined, and important results have been obtained in terms of structural safety and performance of wind turbine blades. The aim of the data obtained from the study is to guide and form the basis for material selection and future optimization studies in the manufacturing of wind turbine blades used in the industry.
Benzer Tezler
- Rüzgar türbin kanadı tasarım ve üretim prosesi parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of wind turbine blade design and manufacturing process parameters
SEVİM NİHAL PUHURCUOĞLU
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ARMAN
- Rüzgar türbin kanatlarında kullanılan malzemelerden üretilen farklı kompozit yapıların mekanik ve titreşim özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and vibration characteristics of different composite structures are produced of materials used in wind turbine rotor blades
SERCAN KARPAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYSUN BALTACI
- Uzun ömürlü ve yüksek verimli rüzgâr türbin kanatları için yapısal sağlık görüntüleme entegrasyonuna uygun kendi kendini onarabilen, akıllı, sürekli elyaf takviyeli kompozit ve sandviç yapılar geliştirilmesi
Development of self-healing, smart, continuous fiber reinforced composite and sandwich structures suitable for structural health monitoring integration for long-lasting and high-efficiency wind turbine blades
GÖNENÇ DURAN
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YAZICI
- 1d to 3d mapping of wind turbine blade structural behavior using a coupling method
Eşleşme yöntemi kullanarak rüzgar türbin kanatlarının yapısal davranışlarının 1bde 3b ye haritalanmasi
SEYED FARHAD ABTAHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR AYTEKİN KÖROĞLU
- New conceptual design of horizontal axis wind turbine blade produced by rotomolding
Rotomolding tarafından üretilen yatay eksen rüzgar türbini kanatlarının yeni kavramsal tasarımı
AHMED ZAKZOUK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR