تأمین انرژی برای مصارف خانگی و صنعتی همواره از نیاز های اصلی بشر بوده است. مهم‌ترین منبع تأمین انرژی در سالیان گذشته همواره سوخت های فسیلی بوده است. سوخت‌های فسیلی به دلیل نرخ بالای تولید انرژی و فراوانی به‌ شدت مورد توجه بوده است. اما با گذشت زمان و در اوج دوران صنعتی این منابع رو به کاهش گذاشته اند و بشر به‌ شدت به یک جایگزین برای آن احساس نیاز کرده است. مدت زیادی نیست که منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی باد و خورشید و .... مورد توجه قرارگرفته‌اند، زیرا منابع زیرزمینی سوخت‌های فسیلی رو به اتمام است و استفاده از سوخت های فسیلی باعث تولید گازهای سمی و آلوده کننده محیط‌‌ زیست می‌شود.

در نقطه مقابل سوخت‌های فسیلی منابع انرژی تجدیدپذیر تمام نمی‌شوند و همواره موجود هستند. همچنین استخراج انرژی از آن‌ها منجر به آلودگی محیط‌ زیست نمی‌شود. موردتوجه‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر انرژی حاصل از وزش باد است. انرژی باد در تمام سطح سیاره موجود است و قابل‌استخراج. اما مشکل عمده آن یکنواخت نبودن شدت وزش آن و درنتیجه غیرقابل اتکا بودن این منبع انرژی برای ورود به شبکه توزیع برق است. همچنین به علت ماهیت تراکم پذیری هوا سرعت آن در مواجهه با توربین باد کاهش می یابد.

پروژه پیش رو  که با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) صورت پذیرفته راهکار جدیدی برای حل این مشکلات با الهام‌گیری از ساختار بادگیر ارائه کرده است که به‌صورت عددی توسط نرم افزار Gambit 2.4.6 مدل سازی شده و توسط نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی Ansys Fluent 18شبیه‌سازی‌ شده است. بادگیر مذکور یک سازه بادگیر مانند به ارتفاع 40 متر و قطر 25 است. این سامانه باد را از تمام جهات ممکن وزش جمع آوری کرده و به قسمت زانویی زیر خود می‌فرستد. باد پس از عبور از این زانوی وارد یک نازل همگرا واگرا می‌شود. سرعت باد در این نقطه به حداکثر میزان خود می‌رسد. توربین باد نیز دقیقاً در قسمت گلوگاه تعبیه‌شده تا حداکثر استفاده ممکن از این افزایش سرعت باد را ببرد. سپس هوای خروجی از توربین در قسمت واگرا به محیط تخلیه می شود. نتایج شبیه سازی  که  با استفاده از نرم افزار FLUENT انجام شده است نشان‌دهنده افزایش چشمگیر سرعت باد در قسمت گلوگاه نازل و افزایش حداکثر توان قابل‌استخراج از باد است.

آنچه در این شبیه سازی خواهید آموخت:

1- آشنایی با نحوه ترسیم هندسه در نرم‌افزار گمبیت و روش‌های مش‌زنی

2- آشنایی با معادلات مدل آشفتگی k-ε قابل تحقق و نحوه اعمال آن

3- آشنایی با شبیه‌سازی جریان باد و تعیین شرایط مرزی مناسب

4- آموزش نحوه استخراج کانتورهای سرعت و فشار و آشفتگی

5- آموزش نحوه ساخت صفحات نمایشی جدید در محیط نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) 

6- آموزش نحوه استخراج بردارهای سرعت در مقاطع مختلف مسئله

7- آموزش نحوه استخراج خطوط جریان و تفسیر آن

8- آموزش نحوه استخراج مقادیر دبی و نیرو روی سطوح مختلف و محاسبه گشتاور تولیدی توربین حول محور آن

نکات و الزامات:

1- آشنایی اولیه با مفاهیم مکانیک سیالات و نیروهای برا و پسا و آشفتگی

2- آشنایی اولیه با توربین‌های بادی و ایرفویل‌های پره آنها

3- آشنایی اولیه با ترسیم هندسه‌های سه بعدی در نرم‌افزارهای CAD

4- آشنایی با مفاهیم CFD، مش‌بندی مسئله و روش‌های گسسته‌سازی معادلات

5- آشنایی اولیه با نرم‌افزار AnsysFluent 18.0

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent