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Progettazione generatore eolico

Maverick83

Utente Junior
Professione: Ingegnere meccatronico
Software: SolidWorks 2008 sp3
Regione: Emilia Romagna
#1
Ciao ragazzi
Vorrei progettare un generatore eolico tipo questo:
http://www.jetsongreen.com/images/2007/11/06/5kroof_web.jpg
Ma vorrei pure progettarne uno convenzionale ad asse orizzontale.
La mia domanda è: quale software posso utilizzare per progettare in modo ottimale il profilo delle pale? Per vedere con una determinata velocità del vento quale profilo farà ruotare più velocemente il mio generatore, e in base alle variazioni del vento vedere come varia il suo regime di rotazione. Sia che si tratti di generatori con pale dalla forma elicoidale che ruotano su asse verticale sia che si tratti di generatori con pale dal profilo diciamo più comune.
Non ho esperienza in materia, quindi sono tutt'orecchi.. o occhi.. in questo caso... Comuque sia utilizzo solidworks office premium 2008 che include il pacchetto cosmosfloworks... potrebbe fare al caso mio? In alternativa cosa mi consigliate?

Grazie
 

Pinkled

Utente Standard
Professione: Impiegato tecnico
Software: Powermill
Regione: Lazio
#2
Ciao
io non ho esperienza in merito, ma credo che tu debba costruire nel CAD prima le pale, e poi importare le geometrie create nel software che fa le simulazioni, il quale ti fornisce dei dati che comunque devi saper interpretare e in base a questi devi dare le opportune modifiche al progetto.
Ad esempio, nella progettazione meccanica, si costruisce prima un pezzo nel CAD e poi lo si esporta in un altro software di tipo CAE, in cui si applica il materiale, poi vi si applicano varie forze diverse, ed in base ai dati forniti, se ce n'è bisogno si fanno delle modifiche al modello.
Quindi penso che anche nel caso tuo dovresti impostare così il lavoro, ora però non so se cosmofloworks permette di simulare il vento con la relativa velocità e di ottenere così i dati che hai bisogno.
 
Ultima modifica:

Maverick83

Utente Junior
Professione: Ingegnere meccatronico
Software: SolidWorks 2008 sp3
Regione: Emilia Romagna
#3
Grazie per la risposta ma queste cose le sapevo già...
La mia turbina, se vogliamo chiamarla così, o comunque le pale le disegno con SolidWorks... volevo sapere quale software utilizzare per migliorare i profili che ho disegnato e per vedere come si comporta il mio generatore eolico al variare delle condizioni del vento.
Ciao
 

Matteo

Moderatore CAE/FEM/CFD
Staff Forum
Professione: Ingegnere meccanico
Software: Creo, ProEngineer, Creo Simulate, ProMechanica, SolidWorks, SolidEdge, SpaceClaim, OpenFOAM
Regione: Pianeta Terra
#4
So di aziende che progettano ventilatori che usano software specifici, ma si tratta dei tempi in cui il CFD non era cosi diffuso.

Aspettando un parere dagli esperti di CFD ti consiglio di approfondire le condizioni al contorno (velocità per cui ottimizzare, preparazione di un modello parametrico che ti consenta poi di ottimizzare facilmente e magari una ripassata dei corsi di Macchine e Dinamica dei Fluidi dell'università). Ciao
 

Vmax

Utente Standard
Professione: Analista - emigrante
Software: StarCCM+, Fluent, CFX, FlowSimulation, Ansys, Matlab...
Regione: UK-Lombardia
#5
Il problema non è semplice.
Tipicamente hai bisogno di un software cfd e di un consulente.
In merito al software consiglio qualsiasi cfd di alto livello: Fluent, StarCD/CCM o CFX. Il problema in se non è complicato, trattasi di sistema di riferimento rotante, o al più di rotating region, è complicato il setup. Io ho già fatto studi su turbine eoliche, anche Savonius (tipo la tua, che è una savonius modificata) e il setup delle condizioni al contorno non è banale.
Inoltre sarebbe buona cosa eseguire analisi strutturali per problemi di vibrazioni che queste macchine esibiscono con buona propensione.
Il progetto aerodinamico del profilo della pala è un argomento da specialisti ed è da far fare ad uno specialista aerodinamico (ing. Aeronautico o Aerospaziale).


A disposizione,
 

Polipro

Utente poco attivo
Professione: Ingegnere Analista CFD
Software: CatiaV5, StarCCM+
Regione: Piemonte
#6
Come aerospaziale, posso dirti che è gravoso progettare un profilo apposito, quindi ci si rifà alla molteplicità di profili preesistenti, ognuno caratterizzato da curve che relazionano portanza e resistenza.
X-foil è un software-database che ne raccoglie molti e ti permette di modificarli.
Ne scegli uno o più in base alle prestazioni che vuoi ottenere.
Quando passi alla pala intera) devi e riesci a fare una buona progettazione senza software cfd, ma una bella verifica non guasterebbe...
 

bio

Utente Standard
Professione: .
Software: .
Regione: lombardia
#7
per la progettazione la cosa migliore è avvalersi di un software specifico..

per questo tipo di applicazione specifico non so se sia fattibile, ma per disegnare pale e turbine noi ci avvaliamo di bladegen (pacchetto ansys) che ti permette di parametrizzare le pale dando al software angoli di attacco e di uscita delle pale (oltre a numero, inclinazione, dimensioni e molte altre cose)...

per il calcolo poi usiamo cfx e i risultati sono poi ridati in pasto a bladegen, fino ad arrivare a prestazioni e/o standard richiesti..

bio
 

stevie

Utente Standard
Professione: Ingegnere meccanico
Software: Solidedge, Cosmos
Regione: Lombardia
#8
Quel rotore è l'evoluzione di un rotore savonius che non sfrutta l'azione portante di un profilo alare come nel caso di una turbina ad asse orizzontale bensì la differenza di drag tra le semisuperfici opposte all'asse di rotazione.
Comunque prima di accendere il pc con relativo software cfd ti consiglierei un po di studio sull'argomento.
Un'analisi cfd efficace dovrebbe prevedere sicuramente una simulazione del tipo dynamic mesh FSI, ovvero tenere conto dell'interazione fluido-struttura con griglia di calcolo dinamica.
Come ultimo passo poi la prova sperimentale in galleria del vento per la validazione e la registrazione delle performances della macchina è essenziale.
Ma prima di tutto studierei molto i modelli e le geometrie già esistenti.
 

bio

Utente Standard
Professione: .
Software: .
Regione: lombardia
#9
Un'analisi cfd efficace dovrebbe prevedere sicuramente una simulazione del tipo dynamic mesh FSI, ovvero tenere conto dell'interazione fluido-struttura con griglia di calcolo dinamica.
i codici cfd evitano questo problema..un'analisi propriamente FSI non è necessaria...si usano rotating region et simili per simulare la rotazione del solido..

prendendo cfx, la griglia di calcolo non è dinamica, si usa un'interfaccia fra ciò che sta fermo e ciò che ruota...se la mesh è congrua diventa un'interfaccia nodo a nodo, risolti anche possibili problemi di convergenza..



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stevie

Utente Standard
Professione: Ingegnere meccanico
Software: Solidedge, Cosmos
Regione: Lombardia
#10
i codici cfd evitano questo problema..un'analisi propriamente FSI non è necessaria...si usano rotating region et simili per simulare la rotazione del solido..

prendendo cfx, la griglia di calcolo non è dinamica, si usa un'interfaccia fra ciò che sta fermo e ciò che ruota...se la mesh è congrua diventa un'interfaccia nodo a nodo, risolti anche possibili problemi di convergenza..



bio
Hai mai confrontato i valori numerici cfd con quelli sperimentali in galleria? Io si e ti assicuro che niente è meglio delle prove sperimentali, a certi livelli è necessaria.
Dubito poi che senza l'impiego di una dynamic mesh si otterranno risultati credibili, e comunque senza la modalità FSI mi spieghi per esempio quale velocità di rotazione imporre al generatore quando il vento soffia a una velocità X ? Impongo una velocità di rotazione in che modo? Si otterrebbe risultati non veritieri...
FSI si usa proprio in queste applicazioni.
 

titurbina

Utente Junior
Professione: studente
Software: Excel,Fluent
Regione: Lazio
#11
per la progettazione la cosa migliore è avvalersi di un software specifico..

per questo tipo di applicazione specifico non so se sia fattibile, ma per disegnare pale e turbine noi ci avvaliamo di bladegen (pacchetto ansys) che ti permette di parametrizzare le pale dando al software angoli di attacco e di uscita delle pale (oltre a numero, inclinazione, dimensioni e molte altre cose)...

per il calcolo poi usiamo cfx e i risultati sono poi ridati in pasto a bladegen, fino ad arrivare a prestazioni e/o standard richiesti..

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Sono alla ricerca del manuale e tutorial di Bladegen chi mi sa dire dove li posso scaricare ?
Grazie