ДИНАМИКА МНОГОЗВЕННОГО АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО МАЯТНИКА

Автор: Андрей Петрович Голуб

Организация: НИИ механики МГУ

В последнее время ветроэнергетические установки (ВЭУ) вызывают большой интерес в исследованиях. Обычно рассматриваются установки с горизонтальной или вертикальной осью симметрии. В данной работе рассматриваются ВЭУ колебательного типа, на основе многозвенных аэродинамических маятников. Это маятники с вертикальными осями вращения, на последнем звене которых, расположены симметричные аэродинамические профили. В межзвенных шарнирах маятника (между первым и вторым, вторым и третьем звеньями) закреплены пружины. Вся система помещена в поток воздуха, скорость которого на бесконечности постоянна. Исследуется влияние жёсткости пружин и положение крыла на последнем звене на движение маятников. В работах [1-2] была рассмотрена система с двухзвенным аэродинамическим маятником.

Для описания аэродинамического воздействия была использована квазистатическая модель, в рамках которой аэродинамическое влияние сводится к подъёмной силе, силе лобового сопротивления и аэродинамическому моменту. Характеристики брались из статических экспериментов. В качестве профиля, был выбран аэродинамический профиль NACA0015. Составлена система уравнений, описывающая поведение многозвенного маятника. Проведено численное моделирование полученных уравнений. На рисунке представлена зависимость выходной мощности от скорости набегающего потока.

Предполагается использовать такую механическую систему для преобразования энергии ветра в механическую энергию. Преимуществами данной системы может служить низкая скорость старта и то, что она будет работать при  любом направлении ветра.