Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Saghafian,Nili ahmadabadi Mehdi,Ahmad Sedaghat
محسن ثقفیان (استاد راهنما) مهدی نیلی احمدآبادی (استاد مشاور) احمد صداقت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamidreza Kheirandish
حمیدرضا خیراندیش

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Design and Manufacturing of a Modified Magnus Wind Turbine
The aim of this thesis is to design and manufacture Magnus wind turbines with/without the collecting plate and to determine the Cp versus l characteristic curves. The power of wind turbine is also measured against the wind speed to compare the efficiency of the wind turbines. On this basis, a stationary and a rotating circular cylinder is placed in a cross flow and the corresponding lift and drag forces are calculated. Then, the steady state flowfield around the cylinders are computationally simulated using different turbulence models. However, the nature of the flow was unsteady so that causes unacceptable errors in solution. Next, a transient solution is obtained and with using appropriate turbulence models the more acceptable results are obtained. This is taken as the basis for to analysis the flow around rotating cylinders in presence of the collecting plates with 90 and 135 degrees. The results for these cases then are compared with the rotating cylinder without the plates. Finding the correct angle for the collecting plate, the wind turbine were designed and manufactured. Finally, the performance curves such as power and torque are obtained against wind speed. In fact considering low manufacturing costs of Magnus wind turbines in comparison with the aerofoil type commercial wind turbines, the economic aspects of the new Magnus designs can be evaluated. By varying the rotational velocity of the circular cylinders , as means of the turbine impeller , from 300 rpm to 8000 rpm , the power coefficient are obtained versus the wind turbine tip-speed ratio , and also with the power curve of some other conventional wind turbine. Some correlation is used to relate the rotor rotational velocity to the cylinder rotational speed. from the simulation results , the benefit of using Magneous wind turbine is assessed in comparison with other conventional wind turbine. The thesis comprise five chapters. In the first chapter , the litreture of Magneous type wind turbines are reviewed. In the second chapter , the physical concept of Magneous effect in ideal flows are discussed. In the third chapter , the governing Viscous fluid flow equations are given and the various turbulence models used in this study are explored.In chapter four , the geometry of the problem are introduced and the simulation results are discussed. In the final chapter of 5 , the conclusion of this work and suggestion for future work is given. Key words Magnus wind turbine; spinning cylinder; Magnus force; the collecting plate of 90 and 135 degrees.
هدف از این پایان نامه، طراحی و ساخت توربین های بادی مگنوس با (بدون) صفحه هدایت کننده جریان و نهایتا ترسیم نمودار بر حسب و توان برحسب سرعت باد برای آنها می باشد، تا بتوان بازده این دو نوع توربین با هم مقایسه نمود. بر این اساس ابتدا یک استوانه ساکن و دوار در جریان هوای عمود، برآن قرار گرفته و ضرایب لیفت و درگ بر روی آن محاسبه گردیده است. در این مرحله از پروژه ابتدا یک حل پایدار انجام گرفته و تقریبا از تمامی مدل های توربولانسی جهت حل مساله استفاده گردیده است. اما به علت جریان غیر دائم که موجب خطای بیش از حد می شد، مجددا از یک حل گذرا برای تحلیل این مساله استفاده گردید و مشاهده شد که می توان با استفاده از یک حل گذرا و مدل توربولانسی خاص جواب های نسبتا مناسبی را بدست آورد. حال با تعیین بهترین مدل برای تحلیل جریان بر روی استوانه،آن را به عنوان مبنای محاسبات قرار داد. در ادامه پروژه شبیه سازی برای استوانه دوار با صفحه هدایت کننده جریان با زاویه 90 درجه و 135درجه انجام گرفت و نتایج این شبیه سازی با نتایج استوانه دوار مقایسه شد. با به دست آوردن زوایه مناسب برای صفحه هدایت کننده جریان این توربین طراحی و ساخته شد. در نهایت نمودار های توان و گشتاور بر حسب سرعت باد برای توربین ساخته شده به دست آورده شد. در واقع می توان با استفاده از این نمودار و در نظر گرفتن هزینه های ساخت نسبتا کمتر این توربین ها در قیاس با سایر توربین های بادی با پره های ایرفویلی، اقتصادی بودن یا نبودن این توربین ها را نتیجه گرفت. کلمات کلیدی: 1-توربین بادی مگنوس 2-استوانه دوار 3-نیروی مگنوس 4-صفحه هدایت کننده جریان 90 و 135 درجه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی