Регистрация / Вход
Прислать материал

Выполнение научно-исследовательских работ: Научные основы повышения эффективности ветровых энергетических установок: разработка новых современных методов диагностики во время проведения стажировки в Датском Техническом университете (ДТУ).

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.444.11.7195
Организация
ИТ СО РАН

Проведение молодыми учеными и преподавателями стажировок в зарубежных научно-образовательных центрах.

Соисполнители

Этапы проекта

1
26.10.2005 - 25.11.2005
В процессе работы проводились экспериментальные исследования, отладка измерительных методик и макетирование оптических измерительных систем.
В ходе выполнения работы освоены передовые методики научных исследований: измерение динамики винтообразного вихря – модели вихревой структуры в следе за ветровой турбиной, локальных и полевых оптико-лазерных методов, применение Лагранжевых методов типа PIV (Particle Image Velocimetry) для исследования нестационарных вихревых потоков.
Получены консультации по вопросам научных исследований: определение ограничений традиционных методов диагностики потоков при решении задач повышения эффективности роторных систем; современная диагностика ветровых турбин; расположение и оптимизация ветровых турбин в парках.
Выполнен комплекс экспериментальных исследований нестационарных явлений в потоке за моделью ротора турбины, проведено исследование механизма начала и развития неустойчивости системы вихрей дальнего следа позади модели ротора турбины. Разработан эффективный алгоритм статистической обработки данных при диагностике нестационарных вихревых течений.
В ходе стажировки выполнены экспериментальные исследования различных вихревых потоков с нестационарным трехмерным распадом вихря. Проведены исследования с использованием вихрегенератора как простой модели роторов турбины с бесконечным числом лопастей. Создаваемая этим устройством система вихрей использовалось для разработки методики диагностики и предсказания режимов с распадом вихря в вихревом следе за ветротурбиной.
Впервые экспериментальное исследование явления перехода было выполнено с использованием метода комплексной лазерной диагностики. Данный метод обеспечивает высокое пространственное (анализ структуры течения по трекам частиц - PIV) и временное (измерение скорости лазерным доплеровским анемометром - ЛДА) разрешение. Это позволило детально проанализировать явление перехода к нестационарному режиму и эволюцию вихревого течения при увеличении числа Рейнольса. Экспериментально показано, что течение характеризуется азимутальными волновыми модами возмущений и соответствующими им характеристическими частотами. Определены критические числа Рейнольдса возникновения волновых мод в потоке. Проведены экспериментальные исследования возникновения различных азимутальных волновых мод, установлены критические моды при фиксированных режимах вихревого течения. Показано, что в большинстве случаев наблюдается хорошее соответствие полученных экспериментальных результатов с численным расчетом, а частичное несоответствие объясняется бифуркациями течения, которые не учитываются в расчетах.
Результаты экспериментальных исследований позволяют развить адекватные методы, разрушающие дальний вихревой след, возникающий позади воздушных турбин. Полученные данные будут использованы для уточнения и развития методов расчета течения в межлопастном пространстве ротора турбины (постановка граничных условий на выходе и выбор расчетной модели). Кроме того, они могут использоваться непосредственно для оптимизации ротора ветровой турбины с целью получения более равномерного течения за ветрогенератором. Этим определяется эффективность и значимость полученных результатов.
Полученные результаты будут использованы для развития научных основ (в том числе - теоретических моделей) создания эффективных ветроустановок, улучшат методы диагностики роторных систем и расширят знания о механизмах возникновения и развития неустойчивости системы вихрей дальнего следа позади ротора турбины. Результаты обеспечивают получение практически значимых выводов и рекомендаций при разработке технологических устройств нового поколения.
Дальнейшее развитие исследования будет направлено на изучение аэродинамического взаимодействия между потоком и турбиной.
Помимо этих результатов, проведенная стажировка позволила подготовиться к участию в 2006 году в международной конференции (три доклада), изучить современную методику преподавания ряда дисциплин, подготовить материал для двух научных статей, сущ
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.11 Развитие системы стажировок молодых ученых и преподавателей в крупных научно-образовательных центрах (включая зарубежные) и участие в конференциях, симпозиумах, семинарах, школах (в том числе за рубежом)
Тема
Выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ молодыми учеными и преподавателями во время проведения стажировок в зарубежных научно-образовательных центрах.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
17,6 млн
Количество заявок
42
Тема
Выполнение научно-исследовательских работ молодыми учеными и преподавателями во время проведения стажировок в зарубежных научно-образовательных центрах (в том числе с участием в конференциях, симпозиумах, семинарах, школах).
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
46 млн
Количество заявок
153
Тема
Выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ молодыми учеными и преподавателями во время проведения стажировок в российских научно-образовательных центрах.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
28,8 млн
Количество заявок
174
Тема
Выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ молодыми учеными и преподавателями во время проведения стажировок в зарубежных научно-образовательных центрах.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
26,4 млн
Количество заявок
66
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Современные методы диагностики и анализа наносистем».
Продолжительность работ
2010, 8 мес.
Бюджетные средства
0,8 млн
Количество заявок
2