Αεροδυναμική ανάλυση διδιάστατων αεροτομών με προσθήκη ταινιών αποκόλλησης (stall strips) και στροβιλογεννητριών (vortex generators) με χρήση μεθόδων υπολογιστικής ρευστομηχανικής και εκτίμηση καμπύλης ισχύος α/γ - Καζάνη, Βασιλική (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο.Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Αεροδυναμικής, 2014)
Η τεχνολογία της εξαγωγής ενέργειας από τον άνεμο έχει εξελιχθεί σημαντικά κατά τις τελευταίες δεκαετίες με τις ανεμογεννήτριες πλέον να είναι πιο αξιόπιστες, πιο αποδοτικές και πιο αθόρυβες, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι η εξελικτική περίοδος έχει τελειώσει. Σημαντικό πρόβλημα αποτελούν οι ταλαντώσεις στην κατεύθυνση περιστροφής, που σε ήπια μορφή επιδεινώνουν την κόπωση των πτερυγίων και σε ακραία μορφή μπορεί να οδηγήσουν σε ταχεία αστοχία. Ως κυρία αιτία θεωρείται ο αρνητικός ρυθμός μεταβολής του συντελεστή άνωσης με τη γωνία πρόσπτωσης. Το φαινόμενο αυτό απαντάται συνήθως σε μεγάλες τριπτέρυγες μηχανές με ρύθμιση ισχύος με απώλεια στήριξης και για την αποφυγή του χρησιμοποιούνται στην περιοχή του ακροπτερυγίου ταινίες αποκόλλησης (stall strips), που όμως οδηγούν σε απώλεια ισχύος. Γι' αυτό εφαρμόζονται ως αντιστάθμισμα στο εσωτερικό του πτερυγίου γεννήτριες στροβιλισμού (vortex generators). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι καταρχάς ο προσδιορισμός της αεροδυναμικής απόδοσης των αεροτομών, που συνθέτουν το προφίλ του πτερυγίου μιας Α/Γ 600kW, με χρήση του κώδικα MAPFLOW. Ο συγκεκριμένος κώδικας έχει αναπτυχθεί στο εργαστήριο Αεροδυναμικής του ΕΜΠ και λύνει τις συνεκτικές εξισώσεις RANS με χρήση μεθόδων υπολογιστικής ρευστομηχανικής. Ακολούθησε η τοποθέτηση ταινιών αποκόλλησης στην ακμή πρόσπτωσης των αεροτομών του ακροπτερυγίου και η μελέτη της επίδρασής τους στους αεροδυναμικούς συντελεστές, όπου και διαπιστώθηκε εξομάλυνση του συντελεστή άνωσης στην περιοχή αποκόλλησης και μείωση της τιμής του. Για την κατασκευή των πλεγμάτων των αεροτομών με ή χωρίς ταινία αποκόλλησης χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ANSYS ICEM CFD. Τροποποιώντας στη συνέχεια κατάλληλα τα αποτελέσματα της υπολογιστικής ανάλυσης και με χρήση πειραματικών δεδομένων σχετικά με την επίδραση στροβιλογεννητριών, που φέρει το εν λόγω πτερύγιο, υπολογίσαμε την καμπύλη ισχύος της Α/Γ με τον κώδικα RAFT, που επίσης αναπτύχθηκε στο εργαστήριο Αεροδυναμικής, και την αντιπαραθέσαμε με την πραγματική καμπύλη. Αποτέλεσμα της σύγκρισης αυτής είναι ότι προσεγγίζεται αρκετά ικανοποιητικά η πραγματική καμπύλη ισχύος και επομένως η προσθήκη των γεννητριών στροβιλισμού φαίνεται να ισοσταθμίζει σε μεγάλο βαθμό την απώλεια ισχύος λόγω των ταινιών αποκόλλησης.