بهينه سازي هيدروديناميكي كانال در هيدروتوربين‌ها به منظور بالا بردن راندمان آن

Hydrodynamic optimization of channeling device for hydro turbine to increase efficiency

با توجه به اينكه انرژي هاي تجديد ناپذير روزي به اتمام خواهند رسيد، به طوريكه‌ نه تنها در طول عمر ما بلكه براي مدت‌هاي بسياري قابل جايگزيني نيستند. همچنين اين نوع انرژي‌ها سهم بزرگي در افزايش آلودگي و بالا رفتن دماي كره زمين دارند. در نتيجه توجه به انرژي‌هاي تجديدپذير اهميت يافته است. يكي از اين نوع انرژي‌ها، انرژي حاصل از نيروي جزر و مدي درياها مي‌باشد. هيدروتوربين ها وسايلي براي تبديل انرژي جزر و مدي به انرژي برق هستند، كه امروزه موضوع تحقيقات گسترده‌اي در سراسر دنيا مي‌باشند. براي بالا بردن راندمان هيدروتوربين بايد عوامل تأثير گذار در راندمان آن مورد بررسي قرار گيرد. عمق آب و جهت جريان تأثير كمي روي راندمان توربين دارند. براي بالا بردن راندمان به مقدار قابل ملاحظه‌اي بايد اين توربين‌ها با سرعتي بيشتر از يك مقدار مشخص كار كنند. براي افزايش سرعت جريان پيرامون توربين، بايد از يك مجراي هدايت كننده كه توربين در آن قرار دارد استفاده نمود. در كار حاضر براي دستيابي به بهترين شرايط هيدروديناميكي، مجراها با استفاده از روش بولتزمن شبكه‌اي كه يك روش جديد محاسبات ديناميك سيالات است، شبيه‌سازي عددي مي شوند. شرايط هيدروديناميكي مجراي هدايت كننده با اشكال هندسي مختلف و فاصله مونتاژي مختلف مورد بررسي قرار مي گيرد.

Non-renewable energies will run out or will not be re-stored in our life time or even many life times. Besides, non-renewable energies contribute to increase environmental pollution and global warming. For above mentioned reasons, renewable energies importance has been increased. One of these renewable energies is tidal power. Tidal energy is a form of hydropower that converts the energy of the tides into electricity or other useful forms of power. Hydro turbines are machines that convert tidal energy into electrical power. Different factors can affect turbine efficiency but water depth and flow direction have minimum effect on hydro turbines efficiency. Increasing the flow speed higher than a certain value in the neighborhood of the hydro turbine has significant effect on its efficiency. For this purpose a channeling device should be fixed around the hydro turbine. Lattice Boltzmann Method (LBM) is a new method of computational fluid dynamics (CFD) which is adapted to the numerical simulation of channeling devices. The program optimizes the result of the channeling device with different geometries.