دراسة التردد الطبيعي والانحراف لتوربينات الرياح الدوامية بدون شفرات: دراسة باستخدام ماتلاب و انسيز
DOI:
https://doi.org/10.58309/hj86dc89الكلمات المفتاحية:
Deflection, Natural frequency, Renewable energy, Structural dynamics, Vortex bladeless wind turbines, Vortex-induced vibration (VIV), Wind speed.الملخص
تمثل توربينات الرياح الدوامية بدون شفرات نهجًا مبتكرًا لاستخراج طاقة الرياح من خلال الاهتزاز بدلاً من دوران الشفرات التقليدي، مما يوفر إمكانية تقليل التكلفة ومتطلبات الصيانة والأثر البيئي، ومع ذلك، يظل سلوكها الهيكلي تحت ظروف الرياح المتغيرة غير مدروس بشكل كافٍ، خاصة فيما يتعلق بالتردد الطبيعي والانحراف. تهدف هذه الدراسة إلى دراسة التردد الطبيعي والانحراف الأقصى والأداء الهيكلي العام لتوربينات الرياح اللولبية بدون شفرات، مع التركيز على تأثير أطوال السارية المختلفة وأنواع المواد، بالإضافة إلى تقييم موثوقية النماذج من خلال مقارنة الحسابات التحليلية في MATLAB مع المحاكاة العددية في ANSYS. تم تطوير نموذج ثلاثي الأبعاد باستخدام العناصر المحدودة في ANSYS لمحاكاة الأحمال الديناميكية، حيث تم تحليل كل عنصر باستخدام نظرية شعاع برنولي-أويلر، وأُجريت محاكيات مكملة في MATLAB لأخذ خصائص المواد والهندسة والقوى الناجمة عن الرياح في الاعتبار. تم فحص أطوال سارية قدرها 2500 مم و3000 مم و3500 مم مع طول قضيب ثابت 800 مم، مع الأخذ في الاعتبار كل من مواد E-glass وS-glass. تشير النتائج إلى أن أكبر انحراف يحدث دائمًا عند طول القضيب الثابت، مع تفوق أداء E-glass مقارنة بـ S-glass، وزيادة القوى المطبقة من حوالي 75 نيوتن إلى 105 نيوتن مع زيادة طول السارية، مما يؤدي إلى انحراف أكبر. تؤكد درجة الاتفاق العالية بين نتائج ANSYS وMATLAB موثوقية النموذج، وتوفر هذه النتائج إطارًا لاختيار المواد وتصميم السارية والتفاعل بين الهيكل والسوائل، وتقدم توجيهات للبحوث المستقبلية والتطبيقات العملية في تصميم توربينات الرياح الدوامية بدون شفرات
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2026 Abdalkaleg Atia Idris Hamad, Adel Agila, Abeer Abdulhamid Ali Elsherif
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
جميع المقالات المنشورة في مجلة أكاديمية الجبل للعلوم الأساسية والتطبيقية تقع تحت رخصة Attribution-Non Commercial 4.0 International. ويحتفظ المؤلف (المؤلفون) بحقوق النشر للمقالات التي نشرتها المجلة، كم أنهم يقبلون ببقاء المقالة منشورة على موقع المجلة (إلا في حالة سحب المقال).
