Сборники трудов ИСП РАН


Методика решения задач аэроупругости для лопасти ветроустановки с использованием СПО

Лукашин П.С. (МГТУ, Москва, Россия; ИСП РАН, Москва, Россия)
Мельникова В.Г. (МГТУ, Москва, Россия; ИСП РАН, Москва, Россия)
Стрижак С.В. (ИСП РАН, Москва, Россия)
Щеглов Г.А. (МГТУ, Москва, Россия)

Аннотация

В связи с развитием ветроэнергетики и строительством новых ветропарков в РФ возникает потребность в решении ряда прикладных задач и разработке эффективных методик расчета элементов ветроустановок. Одно из направлений в задачах механики сплошной среды связано с задачами аэроупругости. В данной статье показана возможность решения связанной задачи аэроупругости с использованием программного комплекса на базе свободного программного обеспечения OpenFOAM и Code_Aster. На примере лопасти ветроустановки длиной 61.5 метра рассмотрены методики решения задач статической и динамической аэроупругости, в которых расчет обтекания лопасти дозвуковым набегающим потоком воздуха производится в пакете OpenFOAM (решатели simpleFOAM и pimpleFOAM), а расчет напряженно-деформированного состояния лопасти производится в пакете Code_Aster. В статье приводятся блок-схемы для трех различных подходов решения задачи аэроупругости, примеры скриптов и командных файлов для передачи данных между пакетами в процессе расчета. Контрольно-объемная сетка, состоящая их гексаэдральных элементов, для расчета обтекания лопасти построена в пакете OpenFOAM, конечно-элементная сетка, состоящая из треугольных оболочечных элементов первого порядка, для расчета напряженно-деформированного состояния построена в пакете Salome-Meca. Результаты расчета представлены в форме полей для давления и скорости; зависимостей для невязкок давления, скорости, турбулентной вязкости; проекций аэродинамической силы от времени; эпюр перемещения и напряжения; значений давления и перемещения для двух точек на поверхности лопасти от времени. Расчеты выполнены с использованием ресурсов web-лаборатории UniHUB ИСП РАН.

Ключевые слова

аэроупругость; ветроустановка; лопасть; Code_Aster; OpenFOAM; модель турбулентности; решатель; статический расчет; динамический расчет; частота, перемещения, напряжение, расчеты, web-лаборатория

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 29, вып. 6, 2017, стр. 253-270.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(6)-16

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома