Aeroelastic behavior of a wind turbine blade by a fluid-structure interaction analysis
Other Title(s)
تحليل سلوك المرونة الهوائية لشفرة توربين رياح بإستخدام نموذج للتداخل التام بين المائع و الهيكل
Joint Authors
Tawfiq, Muwaffaq Ali
Abu Tabikh, Muhammad Idris
Hamdun, Faruq Umar
Source
al-Khwarizmi Engineering Journal
Issue
Vol. 9, Issue 3 (30 Sep. 2013), pp.15-25, 11 p.
Publisher
University of Baghdad al-Khwarizmi College of Engineering
Publication Date
2013-09-30
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
11
Main Subjects
Topics
Abstract AR
یتناول البحث الحالي تحليلا لسلوك المرونة الهوائية لشفرة توربين رياح من خلال بناء نموذج عددي يتعمد على مبدأ التداخل التام بين المائع و الهيكل.
استخدمت طريقة زخم عنصر الشفرة في حساب الأحمال الأيرودينامية المؤثرة على شفرة توربين الرياح تحت تأثير القص و وجود البرج.
كما تم تمثيل الشفرة بعتبة كابولية دوارة باستخدام طريقة العناصر المحددة في حساب الاهتزازات الناتجة.
تمت دراسة استجابة المرونة الهوائية للشفرة من خلال بناء برنامج حاسوبي باستخدام الماتلات يربط بين النموذج الرياضي للقوى الأيرودينامية و نموذج اهتزاز الهيكل من خلال النموذجين عند كل خطوة زمنية بصورة تكرارية و باستخدام طريقة (Newmark) للتكامل الزمني لمعادلات الحركة.
أظهرت النتائج المستحصلة امكانية استخدام النموذج المقترح في اجراء تقييم سريع لشفرات توربين الرياح تحت تأثير التداخل بين المائع و الهيكل.
كما يمكن الاستفادة من النموذج الحالي في تحليل المرونة الهوائية لشفرات الطائرات المروحية.
Abstract EN
In this paper, a numerical model for fluid-structure interaction (FSI) analysis is developed for investigating the aero elastic response of a single wind turbine blade.
The Blade Element Momentum (BEM) theory was adopted to calculate the aerodynamic forces considering the effects of wind shear and tower shadow.
The wind turbine blade was modeled as a rotating cantilever beam discretized using Finite Element Method (FEM) to analyze the deformation and vibration of the blade.
The aero elastic response of the blade was obtained by coupling these aerodynamic and structural models using a coupled BEM-FEM program written in MATLAB.
The governing FSI equations of motion are iteratively calculated at each time step, through exchanging data between the structure and fluid by using a Newark's implicit time integration scheme.
The results obtained from this paper show that the proposed modeling can be used for a quick assessment of the wind turbine blades taking the fluid-structure interaction into account.
This modeling can also be a useful tool for the analysis of airplane propeller blades.
American Psychological Association (APA)
Tawfiq, Muwaffaq Ali& Abu Tabikh, Muhammad Idris& Hamdun, Faruq Umar. 2013. Aeroelastic behavior of a wind turbine blade by a fluid-structure interaction analysis. al-Khwarizmi Engineering Journal،Vol. 9, no. 3, pp.15-25.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-342561
Modern Language Association (MLA)
Tawfiq, Muwaffaq Ali…[et al.]. Aeroelastic behavior of a wind turbine blade by a fluid-structure interaction analysis. al-Khwarizmi Engineering Journal Vol. 9, no. 3 (2013), pp.15-25.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-342561
American Medical Association (AMA)
Tawfiq, Muwaffaq Ali& Abu Tabikh, Muhammad Idris& Hamdun, Faruq Umar. Aeroelastic behavior of a wind turbine blade by a fluid-structure interaction analysis. al-Khwarizmi Engineering Journal. 2013. Vol. 9, no. 3, pp.15-25.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-342561
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 24
Record ID
BIM-342561