WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


Pages:     | 1 ||

«РАЗВИТИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИКО-ЛАЗЕРНЫХ МЕТОДИК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ ...»

-- [ Страница 2 ] --

Рис. 2.27 показывает все идентифицированные вихри. Цветом закодированы углы поворота лопаток, красный соответствует углу поворота лопатки 0, оранжевый - 15 и т.д. При некоторых быстроходностях на картах присутствует артефакт в виде нетипичного скопления розовых точек в области выше области концевых вихрей. Этот артефакт связывается с попаданием в область измерения блика от лопатки ротора.

Для исследования координат концевых вихрей были проделаны следующие действия. Вычислялось поле завихренности. Производилось пороговое преобразование, при котором в поле завихренности значение меньшее, чем некоторое значение порога x·D/V0 (до 25) - обнулялось. Затем находились границы "пятен", где завихренность была не нулевая.

Вычислялся центр пятна.

Координаты концевого вихря определялись как координаты центра масс:

i max j max

–  –  –

Рис. 2.27. Идентифицированные вихри.

На рис.2.28 представлены результаты нахождения центров концевых вихрей, наложенные на поле завихренности, после произведения порогового преобразования.

Рис.2.28. Результаты нахождения центров концевых вихрей, наложенные на поле завихренности, после произведения порогового преобразования.

Согласно основным теориям ротора осевая координата концевых вихрей должна увеличиваться с равным шагом, а радиальная координата должна начинаться с y/R =1 и возрастать до значения в диапазоне y/R =1.22-1.28.

Для проверки этих утверждений на рис. 2.29, 2.30 были отложены координаты концевых вихрей, измеренных при значениях быстроходности = 5 для различных углов поворота лопаток. Из рис. 3.30 видно, что концевые вихри начинают свое существование при x/R =0, их положение с каждым витком растет примерно с равным шагом, причем для каждого последующего угла поворота лопатки концевые вихри следуют друг за другом. Как видно из рис. 2.29, 2.30, эти утверждения выполняются.

–  –  –

Для проверки утверждения, что шаг между вихрями остается постоянным, были проведены измерения положений концевых вихрей для значений быстроходности = 3-9 для угла поворота лопатки = 0.

Результаты измерений показаны на рис. 2.30.

–  –  –

Рис.2.31 Зависимость осевой координаты в зависимости от номера концевого вихря.

Из рисунка 2.31 видно, что координаты концевых вихрей увеличиваются примерно с равным шагом, причем шаг уменьшается с увеличением быстроходности. Чтобы более наглядно продемонстрировать описанные выше утверждения были построены зависимости шага концевых вихрей от быстроходности (рис. 2.33) и от номера концевого вихря (рис 2.32).

–  –  –

По измеренным полям завихренности были построены изоповерхности завихренности, которые отображают эволюцию завихренности во времени (рис. 2.34). Изоповерхности строились следующим образом. Сначала откладывалось поле завихренности для угла поворота лопатки =0. Затем для угла поворота лопатки =15 и т.д. Поворот ротора на 15 занимает по времени T/24, где T - период вращения ротора. Значения между соседними полями завихренности аппроксимируется. По полученным полям завихренности была восстановлена трехмерная вихревая структура в следе за ротором (рис. 2.34).

Рис. 2.34. Эволюция поля завихренности во времени для значений быстроходности = 4-7 и восстановление по завихренности трехмерной вихревой структуры в следе за ротором для значения быстроходности = 5.





Выводы по главе 2 Проведено исследование вихревого следа за водяной моделью ротора ветрогенератора для разных режимов его работы и параметров эксперимента.

След был изучен на расстоянии порядка 9 радиусов вниз по потоку от ротора.

Проведена визуализация вихревого следа флуоресцентными чернилами.

Визуализация показала наличие сложной вихревой системы, состоящей из концевых вихрей, сходящих с краев лопаток ротора, осевого вихря вблизи оси ротора и вихревой пелены, сходящей с задних кромок лопаток.

Измерены и проанализированы поля скоростей в продольном и поперечных сечениях потока вокруг ротора и в следе далеко за ним методами PIV. По измеренным полям скорости обнаружено, что в области от 2 до 4 радиусов в следе за ротором регулярная вихревая структура разрушается и происходит спаривание соседних концевых вихрей, причем спаривание происходит примерно в области порядка 3 радиусов ниже за ротором.

Определена граница между областями ближнего и дальнего вихревого следа на основе анализа изменения осевой компоненты скорости, а также роста и убывания коэффициента торможения осевой скорости. Установлено, что ближний след распространяется до 4-5 радиусов в следе за ротором, а дальний след начинается с 4-5 радиусов в следе.

Определена производительность ротора прямым измерением крутящего момента, передаваемого от потока на ротор, для режимных параметров, определяемых значениями быстроходности в диапазоне = 3-8. Измеренная максимальная производительность ротора достигалась при его быстроходности равной 5, совпадающей с ее расчетным конструктивным значением.

Построена карта азимутальной завихренности для индентифицирования концевых вихрей. По карте завихренности оценены координаты концевых вихрей. По измеренным координатам концевых вихрей шаг между концевыми вихрями остается постоянным для каждого значения быстроходности, причем увеличением быстроходности шаг уменьшается.

Установлено, что концевые вихри располагаются на расстоянии 1,22 радиусов от оси ротора. Построены изоповерхности завихренности, которые отображают эволюцию завихренности во времени, а также по картам завихренности восстановлена трехмерная вихревая структура в следе за ротором.

Проведенные исследования позволили подтвердить и обосновать некоторые предположения и гипотезы классических теорий ротора.

Глава 3. Анализ пульсационных характеристик в следе заротором

В главе приводятся исследования пульсационных характеристик в следе за ротором методом ЛДА. Цель данного исследования заключалась в определении пульсаций, наблюдаемых в дальнем следе в следе за моделью ротора при пренебрежимо малых возмущениях в следе ротора внешними факторами. Были определены числа Струхаля и проведена попытка классифицировать области в следе на основе спектров пульсации осевой компоненты скорости. В главе уделено внимание поиску новых вихревых структур в следе, которые не были видны с помощью визуализации флуоресцентными чернилами, описанными в предыдущей главе.

Представленные в главе результаты, опубликованы в рецензируемом научном издании, которое входит в перечень ВАК, а также в трудах российской конференции [86-87].

3.1. Число Струхаля как безразмерный критерий динамического подобия потоков Постоянство безразмерных чисел в механике жидкостей означает подобие между различными режимами течения, поэтому они имеют большое значение. Безразмерным параметром, описывающим кинематику следа при обтекании тел, является число Струхаля

–  –  –

где f - частота основного колебания в следе; D - характерный размер и V скорость свободного потока. Постоянное значение числа Струхаля порядка 0.2, как известно, наблюдается при двумерном обтекании цилиндра в диапазоне чисел Рейнольдса (800 Re 200000). Здесь число Рейнольдса определяется следующим образом Re = VD/µ, где - плотность жидкости, а µ - вязкость (Sumer & Fredse 2006)[88]. Такое же свойство постоянства числа Струхаля St наблюдается при обтекании сферы, где в следе появляется трехмерная спиральная структура (Achenbach 1974) [89]. Другим интересным свойством числа Струхаля является то, что оно увеличивается при обтекании твердых тел, когда их размер в направлении течения становиться больше чем в поперечном сечении(Nakamura 1996)[90]. Колеблющийся вихревой след при обтекании сферы может привести к большим флуктуациям сил давления, что вызывает характерные вибрации или акустический шум. Следовательно, эффект постоянства числа Струхаля имеет прямое практическое приложение для предсказания и предупреждения нежелательных резонансных эффектов.

Предшествующие исследования вихревого следа за ротором быстроходности 5.8 показали существование низкочастотных колебаний с числами Струхаля порядка 0.28 (Chamorro et al 2013) [91]. В этом исследовании в спектре осевой компоненты скорости на расстоянии порядка 4 диаметров ротора в следе за ним наблюдалась хорошо выраженная низкая частота основных колебаний. Подобная крупномасштабная неустойчивость наблюдалась и в ближнем следе за моделью ротора ветрогенератора на расстоянии одного диаметра в следе за ротором (Medici & Alfredsson 2006;

2008) [92]. Авторы пытались получить эмпирическую зависимость числа Струхаля от напора, быстроходности и числа лопаток. Их измерения показали, что число Струхаля может изменяться в зависимости от параметров эксперимента в диапазоне от 0.1 до 0.3. Следует отметить, что в обоих примерах присутствовали сильные внешние возмущения течения в следах за роторами. В первом случае это была крупномасштабная турбулентность в сдвиговом потоке, а во втором – отрывное обтекание лопастей ротора.

Основываясь на описанных выше примерах, можно предположить, что в присутствии крупномасштабных внешних вихрей, в сравнении с обтеканием твердого тела, достаточно трудно найти сильные различия между динамическими свойствами дальнего следа за ротором и телом.

Низкочастотное поведение, встречаемое в течение за моделью ротора, часто объясняется биениями следа (Larsen et al, 2007)[93] за счет наличия атмосферных крупномасштабных вихрей с большим запасом содержащейся в них энергии. Обнаруженные данные о биении следа основывается на низкочастотном движении следа из-за воздействия низкочастотных флуктуаций набегающей крупномасштабной атмосферной турбулентности.

Цель данного исследования заключалась в определении свойств числа Струхаля, наблюдаемого в дальнем следе в следе за моделью ротора при пренебрежимо малых возмущений в следе ротора внешними факторами. В наших экспериментах на водяном канале крупные турбулентные структуры не появлялись, поэтому процесс биения в следе может быть связан только с вихревым обтеканием ротора. Для обтекания ротора такой механизм еще в полной мере не известен, и различные типы неустойчивости могут играть различную природу при его формировании, поэтому особое внимание было уделено обнаружению и классификации различных типов возмущения следа.

3.1.1. Описание использованного оборудования

Для измерения пульсационных характеристик компонент скорости использовался 2D лазерный доплеровский анемометр (Dantec 2D Fiberflow LDA). Схема его расположения в эксперименте показана на рис. 3.1.

Анемометр выполнен на аргоновом лазере мощностью 2 Вт и коммерческом процессоре DSP для обработки доплеровских сигналов (BSA57N2). В LDA применяется дифференциальная двухчастотная оптическая схема (частота сдвига 40 MHz). Диаметр оптической головки равен 112, фокусное расстояние 600, диаметр лазерных пучков 1.35 мм. Длины волн лазерного излучения составляли 514.5 нм (зеленый свет) и 488 нм (синий свет). Размер измерительной зоны ЛДА - 0.12x0.12x1.52 мм. Доплеровский сигнал от светорассеивающих частиц обрабатывался сигнальным процессором DSP и на персональном компьютере.

Рис. 3.1. Схема расположения ЛДА в эксперименте.

Восстановление полей скорости было выполнено методом цифровой трассерной визуализации, описанной в главе 2.

Эксперименты проводились в водяном канале и моделью ротора, описанные в предыдущей главе. Однако, т.к. целью исследования было минимизация влияния внешнего потока, были проведены дополнительные исследования его характеристик. На рис. 3.2 представлены характеристики пульсаций набегающего потока, значения которых пренебрежимо малы.

–  –  –

3.2. Исследование вихревого следа.

В предыдущей главе визуализация течения на основе флуоресцентных чернил и восстановленные поля завихренности определили структуру концевых вихрей. Напомним, что с увеличением быстроходности наблюдается уменьшение вихревого шага (расстояние между витками концевых вихрей) Полученные данные также показывают наличие начальных возмущений в ближнем следе (примерно 2R вниз по течению) для всех режимов течения, также как и начальную точку перехода к дальнему следу. Это происходит примерно на расстоянии 4-5 радиусов в следе за ротором, где видно полное перемешивание чернил (рис. 2.11).

Перемешивание связывается с неустойчивостью следа, которое может быть объяснено переходом от начальных концевых винтовых вихревых структур ближнего следа к полностью развитому дальнему следу. Этот процесс ранее рассматривался только под воздействием внешних возмущений с набегающими крупномасштабными вихрями, моделирующими атмосферный пограничный слой, что при обоюдном взаимодействии между отдельными концевыми вихрями, генерировало дополнительную турбулентность и перемешивание (Larsen et al, 2007) [93]. Благодаря перемешиванию в дальнем следе, визуализация не должна давать информацию о его структуре. Однако и в наших экспериментах, визуализация позволяла увидеть только структуру ближнего следа (Рис. 2.11). Для получения более точной картины развития следа, были выполнены исследования методом ЛДА в ряде точек в следе за ротором (рис. 3.3).

Рис 3.3. Точки, в которых производились измерения методом ЛДА. На основе обработки спектров ЛДА след за ротором был разделен на несколько областей: область A, где преобладает лопаточная частота; область B, где преобладает роторная частота;

область C, где присутствуют и роторная и лопаточная частоты и область D где не присутствует ни роторная ни лопатная частоты.

Примеры спектров представлены на рис. 3.4 и рис. 3.5 для = 5 и V =

0.36 м/с. Анализ спектров, полученных методом ЛДА, подтвердил наличие существования различных зон с разными главными частотами колебаний. В исследуемой области доминирующие частоты совпадали с лопастной и окружной (роторной) частотой вращения ротора (рис. 3.4), а также было установлено наличие устойчивой осцилляции очень малой частоты (рис. 3.5).

Рис. 3.4. Пример спектров полученных методом ЛДА в различных зонах в ближнем следе : а) область A; b ) область B и с) область C.

Рис 3.5. Примеры спектров полученных ЛДА в точках дальнего следа (область D) на одинаковом расстоянии от оси ротора r = 0.66 R и в различных точках в следе а) x =

4.8 R; б) x = 6.2 R и в) x = 7.4 R.

Путем анализа различных спектров было выделено четыре области течения (рис.

3.3):

- зона A, где доминирует лопастная частота (рис 3.4a);

- область B, где доминирует роторная частота (рис 3.4b);

- зона C, где присутствуют одновременно и роторная и лопаточная частоты, а также различные частоты подтвержденные взаимодействием между различными концевыми вихрями (рис. 3.4c).

Последняя область дальнего следа D, в которой присутствует низкая частота, которая наблюдается во всех его точках (рис. 3.5).

В противоположность обычному разделению потока на ближний и дальний след (рис. 2.17) по замедлению/ускорению осевой скорости в следе, путем определения доминирующих частот в следе были получены 4 области следа с разными доминирующими частотами - A, B, C и D. Определим ближний след как область, состоящую из A, B и C с определяющими лопастной и роторной частотами. Такое определение ближнего следа полностью совпадает с его определением по замедлению осевой скорости в следе (рис. 2.17). Спектр в области D не содержит никаких намеков на роторную или лопаточную частоты. Напротив, в области D присутствует низкочастотная мода колебаний, которая не изменяется для всех режимов работы анализируемых в эксперименте.

Рис. 3.6. Пример спектров ЛДА в точке (r = 0.66R; х=9R) расположенной в олбласти D для различных режимов работы для V = 0.36 м/с и быстроходностей: a) =3; b) =5 и c) =8.

На рисунке 3.6 показаны примеры трех типичных спектров для различных значений быстроходностей в зоне D. Следует заметить, что для всех значений быстроходностей спектры ЛДА содержат только низкочастотную выделенную частоту, показывающую, что течение определяется только одной выделенной модой в дальнем следе. Во всех точках дальнего следа (x 5R) спектры содержат эту частоту, несмотря на то, что имеется небольшая вариация в частоте для различных режимов работы в переходном диапазоне между ближним и дальним следами (3R x 5R).

Рис. 3.7. Примеры спектров ЛДА для(r = 0.66R; х=9R) дальнего следа (область D) для различных скоростей потока: a) V=0,33; b) V=0,45 и c) V=0,64 m/s.

Medici & Alfredsson (2006; 2008) [92,95] в своих исследованиях писали, что они наблюдали такое же поведение с низкой частотой в ближнем следе (x = 2R). Это поведение находится в соответствии с наблюдениями этой работы, хотя экспериментальные данные были получены в разных точках. Возможно, отличие есть результат неоптимального устройства ротора [92], которое может оказывать сильное влияние на результирующую систему вихрей в ближнем следе и разрушать его раньше, чем в наших экспериментах. Этот вопрос не изучался, поскольку не было доступа к точному виду установки Medici и Alfredsson (2006; 2008) [92, 95] для повторения их данных, а частично еще и потому, что их эксперименты были разработаны только для изучения распада концевых вихрей, но не для исследований дальнего следа за ротором.

Также была протестирована зависимость осцилляций потока от скорости набегающего потока. Было обнаружено, что доминирующая частота линейно меняется с изменением скорости набегающего потока в области D (рис. 3.7).

Тем не менее, с использованием формулы (3.1) было обнаружено, что число Струхаля в дальнем следе за ротором постоянно для всех чисел ( и V0) (рис. 3.8), кроме того, число Струхаля везде равно 0.23, что отлично коррелирует с типичным значением числа Струхаля порядка 0.2 для вихревого обтекания твердых тел.

Рисунок 3.8. Постоянство числа Струхаля в дальнем следе (область D).

Вероятное объяснение регулярных колебаний наблюдаемых при обтекании твердых тел кроется в проявлении динамически колеблющегося спирального следа. В следе за сферой, например, вихри не срываются осесимметрично в форме вихревых колец. Напротив, сходящая завихренность срывается с одной точки, которая движется по поверхности сферы с некоторой частотой, которая генерирует или односпиральную или двухспиральную конфигурацию в следе за сферой (Achenbach 1974) [89].

Позже было обнаружено (Sakamoto, Haniu 1990) [94], что рециркуляционное течение в виде пузыря за сферой преобразуется в крупномасштабное вихревое кольцо, которое в конечном итоге развивается в спиралеобразную вихревую структуру в следе. Получается, что регулярная конфигурация концевых вихрей в ближнем следе (рис. 2.12) играет такую же роль, как зона рециркуляции за твердым телом. Поэтому, в случае ветровой турбины, следует предположить генерацию спирального следа в следе за ротором. Для исследования описанного выше утверждения, были использованы ЛДА измерения и визуализация на основе измерений методом цифровой трассерной визуализации.

На рис. 3.8 показано поле осевой компоненты скорости в продольном сечении и в сечении, перпендикулярному осевой скорости на расстоянии x/R=9 в различные моменты времени. После восстановления поля скорости методом PIV стало отчетливо видно, что дальний след вращается и похож на аналогичную спиралевидную вихревую структуру в дальнем следе за сферой.

Продольное сечение сверху на рис. 3.9 были измерено в канале ниже оси ротора с использованием одного и того же вертикального лазерного ножа от дна до оси ротора.

Рисунок 3.9.

Визуализация прецессии спиральной вихревой структуры в следе за ротором методом цифровой трассерной визуализации (область D).

Для того, чтобы представить структуру поля течения с обеих сторон ротора, использовано его вращение и две половинки с разницей в полупериод полной реализации были объединены. Верхняя и нижняя часть картинки соответствуют разным моментам времени при сдвиге по времени ровно на половину периода, т.е. при t=T/2, где T=1/f. Используя эту процедуру, было четко показано, что структура следа может иметь осциллирующий спиральный вид, что было доказано результатами, представленными на рисунках в нижнем ряду рис. 3.9.

Следует заметить, что похожие вращения спиральной вихревой структуры известны из других приложений, таких как закрученные течения в закрытых объемах в различных вихревых устройствах и в отсасывающих трубах за гидротурбинами (Алексеннко и др., 2005) [96].

Выводы по главе 3

Методом ЛДА были измерены спектральные плотности осевой компоненты скорости в различных областях в следе за ротором. След был изучен на расстоянии порядка 5 диаметров ротора. Область измерений включала одновременно и ближний и дальний след. В ближнем следе было обнаружено, что динамика следа определяется возмущениями, связанными с частотами вращения ротора и лопаток и частотой взаимодействия соседних концевых вихрей. В дальнем следе влияния ротора не было найдено.

Напротив, в дальнем следе было обнаружено преобладание низкой частоты в следе независимой от управляемых параметров. Установлено, что след периодично осциллировал с постоянным значением числа Струхаля порядка 0.23.

Главный результат исследования заключается в том, что течение за ветрогенератором содержит дальний след в виде крупномасштабного спирального вихря, который осциллирует с постоянным значением числа Струхаля.

Глава 4. Развитие оптико-лазерных методов диагностики наледи

В этой главе предложены новые методы диагностики наледи на лопастях ветрогенераторов. Первый метод основан на эффекте полного внутреннего отражения света и позволяет дистанционно измерять толщину прозрачной наледи. Второй метод основан на эффекте поглощения света веществом.

Выполнена экспериментальная оценка погрешности методов. Показано, что оптические методы позволяют выполнять полевые измерения.

Представленные в главе результаты, опубликованы в рецензируемых изданиях, входящих в перечень ВАК, а также в трудах российских и международных конференций[97-111].

4.1. Развитие абсорбционного метода диагностики наледи

–  –  –

Рис. 4.1. Абсорбционный Рис. 4.2. Модификация абсорбционного оптический метод. оптического метода для диагностики наледи.

Известен абсорбционный оптический метод [97], в основе которого лежит ослабление интенсивности света, проходящего через поглощающую среду.

Связь между интенсивностью падающего и прошедшего света определяется по формуле:

–  –  –

Быстродействие метода ограничено регистрирующей камерой.

В работе предложена модификация абсорбционного оптического метода для диагностики наледи. Схема представлена на рис. 4.2. В предыдущих работах при реализации абсорбционного оптического метода анализировалось светопропускание: источник и приемник света располагались по разные стороны от измеряемой среды. При диагностике наледи часто требуется оптические схемы, основанные на отражении света.

Экспериментальная оценка погрешности метода проведена по измерению толщины набора пластин наледи с шагом 0,2 мм. Схема эксперимента представлена на рис. 4.3. Доля прошедшего света через границу раздела лед-воздух равнялась I2 = (1a)I0. После прохождения через наледь интенсивность света составляла I3 = (1a)I0exp(2kh).

На выходе из наледи интенсивность света равнялась:

Ifinal = (1-a) I0exp(-2kh). (4.3) Измерения производились в диапазоне толщин 0,25 мм. Результаты измерений представлены на рис. 4.4. Интенсивность источника света составляла 250 условных единиц. Коэффициент ослабления света составлял k = 0,1853. Для расчета интенсивности использовалось соотношение I = 235 · exp(2·0,1853·h). Из графика видно, что результаты расчета и измерений отличаются менее чем на 10 %.

–  –  –

Демонстрация измерения волновой поверхности была выполнена при диагностике волновой поверхности пленки на поверхности вращающегося диска (рис. 4.5) [98-104]. Для создания поглощающей среды в воду добавлялся перманганат калия.

Подкрашенная жидкость поступала из бака через сопло на центр вращающегося с постоянной скоростью диска, формируя трехмерное волновое течение. Пленка освещалась источником света через матовое стекло. Изображение регистрировалось камерой и программно обрабатывалось на компьютере. Использовались два диска с диаметрами 300 мм и 76 мм. В экспериментах со стеклянным диском диаметром 300 мм расход задавался в интервале Q1 = 0,25 4 мл/c. В качестве жидкости использовалась подкрашенная дистиллированная вода.

Скорость вращения w1 задавалась в интервале w1 = 0,5 1,2 об/с. В экспериментах с дюралевым диском диаметром 76 мм расход Q2 задавался в интервале 0,25 25 мл/c. Скорость вращения задавалась в интервале w2 = 0,5 30 об/мин. Сопло диаметром D = 0,5 2 мм закреплялось над центром каждого диска на высоте H (0,5 4 мм).

Рис. 4.5. Схема реализации абсорбционного оптического метода для исследования полной геометрии волновой пленки на поверхности вращающегося диска.

На рис. 4.6 представлено поле толщин волновой пленки на поверхности диска диаметром 300 мм. Частота вращения - 1,2 об/c, расход - 3 мл/c, H = 2 мм. Пленка имеет толщину от 0,1 мм на периферии диска до 0,5 мм у центра. На рис. 4.7 показано восстановленное поле толщины пленки на диске диаметром 76 мм при = 5 об/c, Q = 5 мл/c, H = 2 мм.

Полученные абсорбционным оптическим методом поля толщин позволяют визуализировать течение и восстановить его детальную структуру:

амплитуду, длину, крутизну и скорость волн. Указанные возможности делают метод удобным для диагностики волновой пленки жидкости на вращающейся поверхности.

Рис. 4.6. Поле толщины волновой пленки Рис. 4.7. Поле толщины волновой жидкости на диске диаметром 300 мм пленки жидкости на диске диаметром 76 (Q = 3мл/c, = 1,2 об/c, Н = 2мм). мм (Q = 5мл/c, = 5 об/c, Н = 2 мм).

4.2.Развитие оптико-лазерного метода диагностики наледи на основе эффекта полного внутреннего отражения 4.2.1. Описание метода Метод основан на явлении полного внутреннего отражения света границей раздела двух сред [105-111]. На твердой светорассеивающей поверхности под толщей наледи создается светящееся пятно (0,1-1мм). В результате преломления света на границе раздела сред лед-воздух и полного внутреннего отражения возникает изображение светового кольца на светорассеивающей поверхности. Оценка геометрических параметров освещенной зоны дает информацию о толщине наледи и ее наклоне в зоне измерения. По главной диагонали эллипса, аппроксимирующего освещенную область, определяется толщина наледи. Эксцентриситет пропорционален тангенсу угла наклона поверхности жидкости.

Эффект полного внутреннего отражения возникает на границе раздела двух сред с разными коэффициентами преломления.

Явление преломления лучей на границе раздела сред описывается законом Снелиуса:

n1sin1=n2sin2. Ход лучей над светорассеивающей поверхностью представлен на рис. 4.8.

На поверхности сформирован ламбертовский источник света. На границе раздела газ-жидкость, приходящие под углом меньшим предельного угла отражения, лучи света преломляются и выходят из жидкости. Лучи, приходящие под углом, большим предельного угла отражения, отражаются к светорассеивающей поверхности. В результате преломления и отражения на границе раздела возникает изображение, напоминающее кольцо (рис. 4.9).

По его геометрическим параметрам толщина пленки жидкости восстанавливается по следующей формуле:

h = (D d ) / [4 tg arcsin (n 2 / n 1 )]. (4.4) Рис. 4.8. Ход лучей. n1 - лед, n2 - воздух, d - Рис. 4.9. Изображение, полученное при размер источника, D - размер изображения, плоской поверхности наледи.

h - толщина наледи.

При наличии волн на поверхности жидкости или наледи изображение принимает форму нескольких дуг, расположенных вблизи источника света (рис. 4.10).

Метод позволяет проводить полевые измерения. Для этого на светорассеивающей поверхности формируется множество источников света.

Каждый источник света формирует свое изображение кольца, несущего информацию о параметрах наледи в его окрестности. По изображениям вычисляются толщины наледи или пленки жидкости в окрестности источников света, и, далее, производится интерполяция. Метод измерения поля толщин иллюстрирует рис. 4.11. Для получения множества изображений был использован набор полупроводниковых лазеров.

Рис. 4.10. Изображение при наличии Рис. 4.11. Измерение поля толщин наледи.

неоднородностей на поверхности наледи.

4.2.2.Алгоритм обработки изображений Обработка изображения, подобного показанному на рис. 4.9 исходному изображению I0, выполняется на компьютере. Для определения толщины необходимо измерить диаметр светлой окружности. Сначала выравниваем контраст (рис. 4.12) I1 = B(I0), где B – оператор выравнивания гистограммы яркостного распределения.

Затем с помощью порогового преобразования выделяем область источника (рис.4.13) и локализуем его центр I2 = P(I1, level0), (Xc,Yc) = C(I2).

Здесь: P – бинарное пороговое преобразование с порогом level0, C – оператор определения центра области. Далее применяем морфологический оператор расширения M = U(Xc,Yc,R).

Здесь: U - множество точек маски с центром в точке Xc, Yc радиусом R.

–  –  –

4.2.3. Калибровки и экспериментальные результаты Была проведена калибровка на пластинах льда (n2=1,35) известной толщины. Установка (рис. 4.16) состоит из лазера, камеры и пластины льда.

Лед замораживался на светорассеивающей поверхности. Пучок света лазера формировал изображение в плоскости светорассеивающей поверхности.

Изображение фиксировалось камерой и программно обрабатывалось по описанному выше алгоритму. Полученные результаты представлены на рис.

4.17 (ромб – известная толщина, квадрат – измеренная толщина). По оси Y отложена толщина в миллиметрах.

–  –  –

4,00 3,00 2,00 1,00

–  –  –

Рис. 4.16 Установка для калибровки Рис. 4.17. Сравнение измеренной и известной на пластинах наледи. толщин наледи.

4.2.4. Ограничения метода Рассмотрим ограничения метода, связанные с конечностью размера источников света. Теоретически, для точечных источников, измеряемая толщина слоя прозрачной жидкости ограничена длиной волны, h ~.

–  –  –

4.2.5.Альтернативный алгоритм обработки изображений Приведенный выше алгоритм невозможно применить в условиях малой интенсивности источника, потому что в этих условиях зашумленное изображение кольца не замкнуто. Поэтому был развит альтернативный алгоритм обработки изображений для измерения диаметра соответствующей окружности.

Возьмем изображение, полученное от свечения лазером через слой льда. Обозначим исходное изображение I0 (рис. 4.19). Затем с помощью порогового преобразования выделим область источника и локализуем его центр (рис.

4.20):

I2 = P(I1, level0), (Xc,Yc) = C(I2).

Здесь P – оператор порогового преобразования с порогом level0, C – оператор локализации, находящий координаты центра области.

Рис. 4.19. Исходное изображения Рис. 4.20. Область источника

Расширим морфологически область в сторону изображения лазерного пятна и вычтем ее из исходного изображения (рис 4.21):

M1 = U(R), I3 = I0 \ M1.

Здесь U(R) - оператор морфологического расширения с параметром R, строящий вокруг каждой точки области круг радиуса R.

Затем удалим блики из полученного изображения I3. Для этого локализуем области бликов аналогично области источника и создадим для них маску M2. Вычтем маску из полученного изображения I3 (рис.

4.22):

I4 = I3 \ M2.

Здесь M2 - маска, построенная для бликов.

–  –  –

Систематическая погрешность при компьютерной обработке изображения обусловлена использованием порогового преобразования. Этот эффект показан на рис.4.25. Пороговое преобразование локализует не точки, соответствующие максимуму, а ближайшие к центру точки. Относительная 1 + 2 погрешность равна. В измерениях реальная систематическая L погрешность составляла порядка 10%. Ее снижение требует дальнейшего совершенствования алгоритма.

4.2.7. Применение метода для диагностики наледи на лопастях

Применение метода для диагностики наледи в натурных измерениях представлена ниже (рис 4.26). Был проведен следующий эксперимент.

Замороженный на подложке слой наледи освещался лучом лазера с расстояния 10 м. Толщина наледи в экспериментах составляла 4,4 мм.

Создаваемое лазером изображение регистрировалось цифровым фотоаппаратом Cannon E400D с телескопическим объективом. Полученное изображение обрабатывалось на компьютере.

Камера

–  –  –

Диагностика наледи на лопастях ветрогенератора возможна аналогичным образом (рис. 4.27). Для создания измеряемых изображение возможно применение нескольких лазеров, что позволяет производить диагностику в нескольких точках. Регистрация изображений с помощью телескопических объективов не составляет труда.

–  –  –

На рис. 4.28 показано зарегистрированное в эксперименте изображение.

Изображение обрабатывалось с помощью описанного выше алгоритма.

Распределение точек на изображении измеряемого кольца показано на рис. 4.29. Рассчитанное по формуле (4.4) распределение толщин от угла показано на рис. 4.30.

Рис. 4.30. Распределение измеренной толщины в зависимости от угла.

Выводы по главе 4 Предложены новые методы диагностики наледи. Разработан модифицированный абсорбционный оптический метод для диагностики наледи. Метод является бесконтактным и быстродействующим, обладает малой погрешностью, прост в реализации. Выполнена экспериментальная оценка погрешности метода. Показано, что абсорбционный оптический метод позволяет выполнять полевые измерения, в качестве эксперимента было проведено измерение толщин волновой пленки на поверхности вращающегося диска. Показано, что погрешность модифицированного абсорбционного оптического метода измерения не превышает 10 %.

Второй метод основан на эффекте полного внутреннего отражения и позволяет измерять толщину прозрачной наледи. Метод позволяет проводить измерения дистанционно. Метод позволяет проводить диагностику толщин как льда так и воды. Не требует установки в лопасть, дешев и прост в обслуживании. Позволяет проводить измерения в нескольких точках.

Выводы по работе

Проведено исследование вихревого следа за моделью ротора ветрогенератора для значений быстроходности от 3 до 8.

• Определена максимальная производительность ветрогенератора при быстроходности равной 5 путем прямого измерения крутящего момента, передаваемого от потока на ротор, что предсказывалось расчетными параметрами конструирования.

• Впервые проведено сопоставление двух различных классификаций дальнего и ближнего следа: по изменению поведения параметра торможения и с помощью предложенного в работе анализа пульсаций осевой скорости. Установлено, что традиционные средне расходные и новые пульсационные характеристики одинаково идентифицируют зоны ближнего и дальнего следа.

• Восстановлена трехмерная вихревая структура в ближнем следе за ротором с помощью построения карты азимутальной завихренности для индентифицирования концевых вихрей. ЛДА измерениями установлено, что динамика ближнего следа определяется возмущениями, связанными с доминированием лопастной и окружной частотами вращения ротора.

• Впервые в дальнем следе было найдено крупномасштабное колебание и восстановлена его винтообразная структура методом PIV. Обнаружено, что данная структура прецессируют на очень низкой частоте, независимой от параметров вращения ротора. Всех режимам соответствует одинаковое число Струхаля порядка 0.23.

Предложены новые методы диагностики наледи на лопастях ветрогенераторов, основанные на эффекте полного внутреннего отражения и поглощения света, и позволяющие измерять толщину прозрачной наледи.

Методы позволяют производить дистанционные измерения, дешевы и просты в обслуживании.

Автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность научным руководителям: гл. н.с. ИТ СО РАН д.т.н. Меледину В.Г. и в.н.с.

ИТ СО РАН д.ф. -м.н. Окулову В.Л. за всестороннюю помощь и внимание, оказанные при выполнении работы, а также официальным оппонентам д.ф.-м.н Ахметову Д.Г. и д.т.н. Кирьянову В. П. за внимание, крайне полезную и конструктивную критику. Автор благодарен научным сотрудникам ИТ СО РАН к.т.н. Аникину Ю.А, к.т.н. Бакакину Г.В., ГлавномуВ.Г., к.т.н. Двойнишникову С.В., к.т.н. Рахманову В.В., Куликову Д.В., д.т.н. Наумову И.В, Павлову В.А., Садбакову О.Ю., Шархову А.С., принимавших активное участие при выполнении отдельных этапов работы, а также чл. корр. РАН Алексеенко С.В., к.ф.-м.н.

Евсееву А.Р. и д.ф.-м.н. Куйбину П.А. за полезные обсуждения содержания работы.

Список литературы

1. Froude R.E. On the part played in propulsion by differences of fluid pressure//Transactions of the Institute of Naval Architects 1889. V. 30. p. 390–405.

2. Жуковский Н.Е. Вихревая теория гребного винта, I-IV // I-III в Трудах Отделения Физических наук Общества Любителей Естествознания: I, 1913, т.

16(1); II, 1914, т. 17(1); III, 1915, т. 17(2); IV в Трудах авиационного расчетноиспытательного бюро (1918) № 3.

3. Betz, A. Schraubenpropeller mit geringstem Energieverlust. Dissertation, GЁottingen Nachrichten, GЁottingen. 1919.

4. Goldstein S. On the vortex theory of screw propellers.// Proc. Royal Soc.

London, 1929. V.123 (792), P. 440– 465.

5. Okulov, V. L. & Sorensen, J. N. Stability of helical tip vortices in a rotor far wake // J. Fluid Mech. 2007. V. 576, P. 1–25.

6. Okulov V.L., Srensen J.N. Maximum efficiency of wind turbine rotors using Joukowsky and Betz approaches // J. Fluid Mech. 2010. Vol. 649.

P. 497-508.

7. Окулов В.Л., ван Куик Г.А.М. Предел Беца-Жуковского для максимального значения коэффициента использования энергии ветра // Альтернативная энергетика и экология, 2009. № 9 (77). С. 106-111.

8. Ciocan G.D., Iliescu M.S., Vu T.C., Nennemann B., Avellan F.

Experimental Study and Numerical Simulation of the FLINDT Draft Tube Rotating Vortex // J. Fluids Eng. 2007. Vol. 129. P. 146-158.

9. Садбаков О.Ю., Окулов В.Л., Наумов И.В., Меледин В.Г., Аникин Ю.А., Мостовский Н.П., Ильин С.Я. Лазерная доплеровская диагностика структуры потока за рабочим колесом гидротурбины на оптимальных и форсированных нагрузках // Теплофизика и аэромеханика, 2004. Т. 11(4).

С. 577-582.

10. Меледин В.Г. Аникин Ю. А., Бакакин Г.В., Главный В.Г., Двойнишников С.В., Елисеев И.А., Кабардин И.К., Куликов Д.В., Наумов И.

В., Окулов В. Л., Павлов В.А., Рахманов В.В., Садбаков О.Ю., Шархов А.С.

Лазерная доплеровская измерительная система для 3D диагностики многофазных газожидкостных потоков ЛАД 056 // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т.8: Сборник трудов Третьей международной научно-практической конференции "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности". 14-17.03.2007, Санкт-Петербург, Россия / Под ред. А.П.

Кудинова, Г.Г. Матвиенко. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. С. 110-114.

11. Рахманов В.В. Меледин В. Г., Аникин Ю. А., Бакакин Г.В., Главный В.Г., Двойнишников С.В., Елисеев И.А., Кабардин И.К.,Куликов Д.В., Наумов И. В., Окулов В. Л., Павлов В.А., Садбаков О.Ю., Шархов А.С Диагностика 3D профилей скорости в конусе отсасывающей трубы гидротурбины с использованием коммутационной лазерной полупроводниковой анемометрии // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т.8: Сборник трудов Третьей международной научно-практической конференции "Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности".

14-17.03.2007, Санкт-Петербург, Россия / Под ред. А.П. Кудинова, Г.Г.

Матвиенко. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - С. 378-381.

12. Кабардин И.К., Двойнишников С.В., Наумов И.В., Рахманов В.В.

Развитие подсистемы измерения давления для комплекса ЛАД-056 // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование. Т. 13: Сборник трудов Пятой международной научнопрактической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». 28–30.04.2008, Санкт-Петербург, Россия / Под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. СПб.: Изд-во Политехн.

ун-та, 2008. 491 с. – С. 198-200.

13. Наумов И.В. Формирование и оптико-лазерная диагностика винтовых вихревых структур в жидкости. - 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы. - Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. - ИТ СО РАН, 2013 г. - 313 с.

14. Меледин В.Г. Формирование и обработка сигналов в лазерных доплеровских измерительных системах. - 05.11.07 - Оптические и оптикоэлектронные приборы. -

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - ИТ СО РАН, 1996 г. - 16 с.

15. Аникин Ю.А. Исследование закрученного потока в кубическом контейнере доплеровским полупроводниковым анемометром для жидкостей с плохой оптической разрешимостью. - 01.02.05 - Механика жидкости газа и плазмы. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - ИТ СО РАН, 2011 г. - 16 с.

16. Рахманов В.В. Диагностика 3D профилей скорости в модели гидротурбины с использованием лазерной доплеровской анемометрии. Механика жидкости газа и плазмы. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. ИТ СО РАН, 2012 г. - 16 с.

17. Куликов Д.В., Двойнишников С.В., Аникин Ю.А., Меледин В.Г., Наумов И.В., Кротов С.В., Главный В.Г., Рахманов В.В., Бакакин Г.В., Павлов В.А., Шпольвинд К.В., Кабардин И.К., Чубов А.С Лазерное устройство для измерения воздушного зазора электрической машины / Патент РФ на изобретение RU 2469264 от 22.06.2012.

18. Кротов С.В., Меледин В.Г., Бакакин Г.В., Кабардин И.К., Наумов И.В., Рахманов В.В. Система обработки лазерного реверсивного доплеровского измерителя скорости // Современные проблемы науки и образования. – 2013.

–№ 2; URL: www.science-education.ru/108-8796 (дата обращения:

09.04.2013).

19. Бакакин Г.В., Аникин Ю.А., Главный В.Г., Двойнишников С.В., Кабардин И.К., Кротов С.В., Павлов В.А., Садбаков О.Ю., Чубов А.С.

Спектральный оптико-электронный квадратурный преобразователь сигналов лазерного доплеровского анемометра // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 2; URL: www.science-education.ru/108-8794 (дата обращения: 09.04.2013).

20. Bosioc A.I., Tanasa C. Susan-Resiga R.F. 2D LDV measurements and comparison with axisymmetric flow analysis of swirling flow in a simplified draft tube // Proc. 2nd IAHR International Meeting of the Workgroup on Cavitation and Dynamic Problems in Hydraulic Machinary and Systems, Brno, Czech Republic, October 14–16, 2009. - p. 23 -29.

21. Kuznetsov I.L., Morkin O.V., Mostovskiy N.P., Meledin V.G., Naumov I.V.

Applying of specialized optical laser and video systems for study of threedimensional flows in hydraulic turbines // Proc. of international conference “HYDRO-2006 Maximizing the benefits of Hydropower”. Porto Carras, Greece, 25-28 September 2006. – p.1-8.

22. Felli, M., Camussi, R. and Di Felice, F. Mechanisms of evolution of the propeller wake in the transition and far fields // J. Fluid Mech., 2011. V. 682. p. 5-53.

23. Hansen M.O.L., Madsen H.A. Review paper on wind turbine aerodynamics // Journal of Fluids Engineering, 2011. V. 133. Iss. 11.

p. 114001-114012.

24. Srensen J.N. Aerodynamic Aspects of Wind Energy Conversion // Annual Review of Fluid Mechanics, 2011. Vol. 43, p. 427-448.

25. Hansen M.O.L. Aerodynamics of Wind Turbines: second edition. Earthscan:

London - Sterling, VA, 2008. 170 pp.

26. Ivanell S., Mikkelsen R., Sorensen J. N., Henningson D. Stability analysis of the tip vortices of a wind turbine // Wind Energy, 2010. Vol. 13, p. 705–715.

27. Bolnot, T., Leweke, T. & Le Diz`es, S. 2011 Spatio-temporal development of the pairing instability in helical vortices. AIAA Paper p. 2011-3927.

28. Sorensen, J. N. & Shen, W. Z. Numerical modeling of wind turbine wakes // J. Fluids Engng. 2002. V. 124, p. 393–399.

29. Srensen J.N., Naumov I.V., Okulov V.L. Multiple helical modes of vortex breakdown// J. Fluid Mech., 2011. V. 683, p. 430-441.

30. Окулов В.Л., Наумов И.В., Майер К.Е. Обоснование визуальной диагностики мультиспиральных распадов вихря // Доклады Академии Наук,

2010. Т. 435, № 1. С. 40-45.

31. Raffel M., Willert C.E., Kompenhans J. Particle Imaging Velocimetry. Berlin: Springer-Verlag. 2001. - 269 p.

32. Albrecht H.E., Borys M., Damascke N., Tropea C. Laser Doppler and Phase Doppler Measurement Techniques. Berlin: Springer. 2003. 738 p.

33. Ринкевичюс Б.С. Лазерная диагностика потоков / под ред. В.А. Фабриканта. - М.: Издательство МЭИ, 1990. - 288 с.

34. Бойко В.М., Оришич А.М., Павлов А.А., Пикалов В.В. Методы оптической диагностики в аэрофизическом эксперименте. - Новосибирск:

НГУ, 2009. - 450 с.

35. Дубнищев Ю.Н., Арбузов В.А., Белоусов П.П., Белоусов П.Я.

Оптические методы исследования потоков / Отв. ред. В.Е. Накоряков. – Новосибирск: Сиб. университет. изд-во, 2003. – 418 с.

36. Tropea C., Yarin A.L., Foss J. F. Springer handbook of experimental fluid mechanics. – Springer. 2007. – 1557 p.

37. Chernoray V., Haasl S., Stemme G., Sen M., Loefdahl L. Characteristics of a hot wire microsensor for time-dependent wall shear stress measurements // Exp.

Fluids. 2003. Vol. 35, N. 3. P. 240–251.

38. Vens B., Abrahamsson H., Krogstad P.-. and Lfdahl L. Pulsed hot-wire measurements in two- and three-dimensional wall jets // Experiments in Fluids,

1999. Vol. 27. № 3. p. 210-218.

39. Накоряков В.Е., Бурдуков А.П., Кашинский О.Н., Гешев П.И.

Электродиффузионный метод исследования локальной структуры турбулентных течений:

- АН СССР, - Сибирское отделение, - ИТ, Новосибирск, - 1986, - 247 С.

40. Alekseenko S.V., Markovich D.M. Electrodiffusion diagnostics of wall shear stresses in impinging jets // J. Appl. Electrochem., 1994. V. 24. p 626-631.

41. Бойко А.В., Грек Г.Р., Довгаль А.В., Козлов В.В. Возникновение турбулентности в пристенных течениях. - Новосибирск: Наука, 1999. -328 с.

42. Алексеенко С.В, Бильский А.В., Маркович Д.М. Применение метода цифровой трассерной визуализации для анализа турбулентных потоков с периодической составляющей // Приборы и техника эксперимента. 2004. № 5.

С. 145–153.

43. Scarano F. Iterative image deformation methods in PIV // Meas. Sci.

Technol., 2002. № 13. p. R1-R19.

44. Маркович Д.М., Токарев М.П., Бильский А.В. Адаптивные алгоритмы обработки изображений частиц для метода Particle Image Velocimetry // Современные оптические методы исследования потоков / Б.С.Ринкевичус. – М.: Оверлей. 2009. – С.180-205.

45. Akhmetbekov Ye.K., Alekseenko S.V., Dulin V.M., Markovich D.M., Pervunin K.S. Planar fluorescence for round bubble imaging and its application for the study of an axisymmetric two-phase jet // Exp. Fluids. 2010. V. 48. p. 615-629.

46. Tokuhiro A., Maekawa M., Iizuka K., Hishida K., Maeda M. Turbulent flow past a bubble and an ellipsoid using shadow-image and PIV techniques // Int. J.

Multiphase Flow. 1998. Vol. 24. p. 1383–1406.

47. Lindken R., Merzkirch W. A novel PIV technique for measurements in multiphase flows and its application to two-phase bubbly flows // Exp. Fluids.

2002. Vol. 33. p. 814–825.

48. Бильский А.В., Ложкин В.А., Маркович Д.М., Токарев М.П., Шестаков М.В. Оптимизация и тестирование томографического метода измерения скорости в объеме потока // Теплофизика и аэромеханика. 2011. Т.18. № 4.

C.1-12.

49. Бильский А.В., Ложкин Ю.А., Маркович Д.М Интерферометрический метод измерения диаметров капель // Теплофизика и аэромеханика. 2011.

Т.18. №1. С.1-13.

50. Ronsten, G. Svenska erfarenheter av vindkraft i kallt klimat - nedisning, iskast och avisning// Elforsk rapport, 2004. - 109 p.

51. Jasinski W.J., Noe S.C., Selig M.S., Bragg M.B.. Wind turbine performance under icing conditions// Transactions of the ASME, Journal of Solar Energy Engineering, 1998. Vol. 120. p. 60 –65.

52. Ganander H., Ronsten G. Design Load Aspects due to Ice Loading on Wind Turbine Blades// Proceedings of the 2003 BOREAS VI Conference, 2003.

p. 49-55.

53. Frohboese P. Ice Loads on Wind Turbines// proceedings of EWEC, 2007.

p. 98-103.

54. Homola M.C Impacts and Causes of Icing on Wind Turbines// Proceeding of EWEC, 2005. p. 51-65.

55. Siefert H et. al. Technical requirements for rotor blades operating in cold climate// Wind engineering, 2003 Vol. 23, № 1. p.69-79.

56. Makkonen L. Modelling and prevention of ice accretion on wind turbines// Wind engineering, 2001. Vol. 25, № 1. p. 25-29.

57. Homola M.C et. al. The dependence of icing severity on chord length// Proceeding of EWEC, 2009. p. 37-51

58. Fuchs L., Szasz R.L. Ice accretion on wind-turbines//Proceeding of IWAIS XIII, Andermatt, 2009, p 139-143.

59. ISO 12494:2001 ”Atmospheric icing of structures”.

60. Luukkala M. Detector for Indicating Ice Formation on the Wing of an Aircraft. United States Patent number 5,467,944. November. 1995.

61. Vetelino K.A., Story P.R., Mileham R.D., Galipeau D.W. Improved dew point measurements based on a SAW sensor// Sensors and Actuators, 1996.

Vol. 35. p.91 - 98. URL: http://www.vibro-meter.com/aerospace/ice.html (Accessed 14.03.2005).

62. Maatuk, J. Microprocessor-Based Liquid Sensor and Ice Detector. United States Patent number 6,776,037. Aug. 2004.

63. Magenheim, B. Microwave Ice Detector. United States Patent number 4,054,255. October. 1977.

64. Goodrich Freezing rain sensor. Brochure: 4085 LIT 03/02. Rosemount Aerospace Inc. 2002. 36 p.

65. Goodrich Sensor Systems: Primary and Advisory Ice Detection Systems.

Brochure: 4079 LIT 03/02. Rosemount Aerospace Inc., 2002. 42p.

66. Goodrich. Sensor Systems: Falcon 50 Ice Detection. Brochure: 4066 LIT 06/02. Rosemount Aerospace Inc. 2002. 53 p.

67. Craig, D., Craig, D. An investigation of icing events on Haeckel hill// Proceedings of the 1995 BOREAS III Conference. Saariselk, 1995. p. 149-155.

68. Seifert, H. Technical requirements for rotor blades operating in cold climate//Proceedings of the 2003 BOREAS VI conference, Pyhtunturi, 2003. p.

256- 269.

69. Harstveit D. K., Hirvonen J. Measurements of Cloud Water Content and Droplet Density and Calculation of Cloud Water Gradients at Kuopio, Finland// IWAIS XIII, 2009. p 105- 115.

70. Homola M.C., Per J. Nicklasson, Per A. Sundsb Ice sensors for wind turbines// Cold Regions Science and Technology, 2006. Vol.6, №2. p. 125-131.

71. И.К. Кабардин, И.В. Наумов, Р. Микельсен, В.А. Павлов, Г.В. Бакакин, В.Л. Окулов Экспериментальное исследование структуры трехмерного поля скорости за моделью ротора ветряной турбины и определение средних характеристик течения // Вестник НГУ: Серия Физика. - 2013. - Т.8. - No 3, С. 89-97.

72. K.E. Meyer, I. V. Naumov, I.K. Kabardin, R. Mikkelsen and J. N. Srensen PIV in a model wind turbine rotor wake // The 10th International Symposium on Particle Image Velocimetry 1-3 July 2013, Delft, Netherlands.

73. Okulov V.L., Naumov I.V., Mikkelsen R.F., Kabardin I.K., Srensen J.N.

Invariance of Strouhal number of large-scale instability in rotor far wakes // Conference ICOWES 2013, 17-19 June 2013, Lyngby, Denmark.

74. R. Mikkelsen, V.L Okulov, K.E. Meyer, I. Naumov, I. Kabardin, J.N.

Srensen Measurement of the rotor wake using PIV on a scaled turbine in a water flume // Danish Wind Power Research 2013, Arranged by the Danish Research Consortium for Wind Energy, May 27-28, 2013, Fredericia, Denmark.

75. Наумов И.В., Кабардин И.К., Окулов В.Л., Миккелсен Р.Ф.

Комплексная оптико-лазерная диагностика вихревой структуры течения за моделью ротора ветрогенератора // Современная наука: идеи, исследования, результаты, технологии. – 2013. - Выпуск № 1(12). Днепропетровск: «НПВК Триакон», - C. 289-295, ISSN 2076-6866.

76. Кабардин И.К., Наумов И.В., Окулов В.Л.. Миккелсен Р.Ф., Велте К.

М. Исследование производительности и силовых характеристик модели ротора ветрогенератора // Современная наука: идеи, исследования, результаты, технологии. – 2013. - Выпуск № 1 (12). Днепропетровск: «НПВК Триакон», - C. 283-288, ISSN 2076-6866.

77. V.L. Okulov, I. Naumov, I. Kabardin, R. Mikkelsen, J.N. Srensen Experimental investigation of the flow behind a water model of wind turbine // The Science of Making Torque from Wind 2012, 9-11 Oktober 2012, Oldenburg, Germany. – 2012. – P. http://www.forwind.de/makingtorque/Presentations/7-2.pdf

78. V.L Okulov, I. Naumov, I. Kabardin, R. Mikkelsen, J.N. Srensen Diagnostics of wake behind wind turbine models in a water flume // 9th European Fluid Mechanics Conference, 9-13 September, 2012, Rome, Italy.

79. Кабардин И.К., Наумов И.В., Миккелсен Р.Ф., Велте К. М. // Исследование вихревого следа за моделью ротора ветрогенератора.

Современная наука: идеи, исследования, результаты, технологии 2012, №2 (10), Киев: «НПВК Триакон», C. 344-349.

80. Selig M.S., Guglielmo J.J., Broeren A.P., Giguere P. Summary of low-speed airfoil data // SolarTech Publication, Virginia Beach, Virginia, 1995. Vol. 1.

P. 292.

81. Glauert H. Airplane propellers / Ed. Durand W.F. // Aerodynamic Theory, Berlin: Springer, 1935. Vol. IV. Division L. P. 169-360.

82. Adrian R.J. Particle imaging techniques for experimental fluid mechanics // Annual Review of Fluid Me-chanics.1991. Vol. 23. P. 261304.

83. Окулов В.Л., Наумов И.В., Соренсен Ж.Н. Особенности оптической диагностики пульсирующих течений // Журнал технической физики. 2007. Т.

77, № 5. С. 4757.

84. Наумов И.В., Рахманов В.В., Окулов В.Л., Велте К.М., Майер К.Е., Миккельсен Р.Ф.Диагностика течения за моделью ротора трехлопастной турбины // Теплофизика и аэромеханика. – 2012. – Т. 19. - № 3. - С. 267-278.

85. Nilsson K., Shen W.Z., Srensen J.N., Ivanell S. Determination of the tip vortex trajectory behind the MEXICO rotor // Abstr. Wake Conf. Gotland University, Visby, Sweden, 8–9 June, 2011. Р. 94–99.

86. V.L. Okulov, I.V. Naumov, R.F. Mikkelsen, I.K. Kabardin, J.N. Sorensen A regular Strouhal number for large-scale instability in the far wake of a rotor// Journal of Fluid Mechanics, 2014. V.747. - P. 369-380.

87. Окулов В.Л., Кабардин И.К., Миккельсен Р.Ф., Наумов И.В.

Неизменность числа струхаля для крупномасштабных пульсаций в следе ротора// Труды Всероссийской конференции "Новые математические модели механики сплошных сред: построение и изучение", приуроченной к 95-летию академика Л.В. Овсянникова, 2012. С. 108-109.

88. Sumer B., Mutlu F., Fredse J. Hydrodynamics around Cylindrical Structures// Advanced Series on Ocean Engineering, 2006. Vol. 26. 530p.

89. Achenbach E. Vortex shedding from spheres// J. Fluid Mech., 1974. Vol.62, № 2. p. 209-221.

90. Nakamura Y. Vortex shedding from bluff bodies and a universal Strouhal number// Journal of Fluids and Structures, 1996, Vol. 10, № 2, p. 159–171.

91. Chamorro L.P., Hill C., Morton S., Ellis C., Arndt R.E.A. & Sotiropoulos F.

2013 On the interaction between a turbulent open channel flow and an axial-flow turbine// J. Fluid Mech. 716, 658-670.

92. Medici D. & Alfredsson P.H. 2008 Measurements behind model Wind Turbine: further evidence of wake meandaring. Wind Energy 11, 211–217.

93. Larsen, G.Chr. et al 2007 Dynamic wake meandering modeling Ris Report no. Ris-R-1607(EN) Publisher: Ris National Laboratory, (ISBN: 978-87-550pages: 84.

94. Sakamoto H., Haniu H. 1990 A study on vortex shedding from spheres in a uniform flow. Journal of Fluids Engineering 112, 386-392.

95. Medici D. & Alfredsson P.H. 2006 Measurements on a Wind Turbine Wake: 3D Effects and Bluff Body Vortex Shedding. Wind Energy 9, 219–236.

96. Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л. Введение в теорию концентрированных вихрей. - Новосибирск: Изд. Ин-та теплофизики СО РАН, 2005. - 504 с.

97. Кабардин И.К., Рахманов В.В., Меледин В.Г., Елисеев И.А., Двойнишников С.В. Модифицированный абсорбционный оптический метод диагностики волновой пленки жидкости на вращающейся поверхности// Теплофизика и аэромеханика. 2012. Т. 19, № 1. С. 89-95.

98. Елисеев И.А., Кабардин И.К. Фотометрическая диагностика поля толщин пленки жидкости на вращающемся диске// Студент и научнотехнический прогресс: Тез. XLIV Международной научной студенческой конференции. Новосибирск, 2007. С. 25-26.

99. Исследование спиральных волн на поверхности вращающегося диска// Квалификационная работа на соискание степени бакалавра, Новосибирский Государственный Университет, 2008 г., 56 С.

100. Алексеенко С.В., Меледин В.Г., Кабардин И.К., Елисеев И.А.

Оптическая диагностика пленочного течения жидкости на поверхности вращающегося диска / Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности : Труды третьей международной научнопрактической конференции, Санкт-Петербург, 2007, Т.8. С. 52-54.

101. Kabardin I.K., V.G. Meledin, I.A. Eliseev The investigation of liquid film flow wave regimes and wave characteristics on a surface of a rotating disk/5-th international topical team workshop on Two-phase systems for ground and space application, books of abstracts. Japan, 2010. P. 53.

102. Кабардин И.К., Елисеев И.А. Изучение пленочного течения жидкости на поверхности вращающегося диска// Студент и научно-технический прогресс: Тезисы XLIV Международной научной студенческой конференции. Новосибирск, 2007. С. 28-29.

103. Кабардин И.К., Елисеев И.А., Исследование волновых режимов течения пленки жидкости на поверхности вращающегося диска// Студент и научно-технический прогресс: Тезисы XLVI Международной научной студенческой конференции. - Новосибирск, 2008. С. 94.

104. Кабардин И.К. Исследование волновых режимов течения пленки на поверхности вращающегося диска/ Кабардин И.К., Меледин В.Г., Елисеев И.А. // Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов третьей Международной конференции, М. МЭИ, 2008. С.35.

105. Kabardin I. K., Meledin V. G., Eliseev I. A. and Rakhmanov V. V. Optical measurement of instantaneous liquid film thickness based on total internal reflection//Journal of Engineering Thermophysics, 2011. Vol. 20. № 4. P. 407-415.

106. Оптический метод измерения толщины слоя прозрачной жидкости // Квалификационная работа на соискание степени бакалавра, Новосибирский Государственный Университет, 2006 г., 29 С.

107. Кабардин И.К., Меледин В.Г., Наумов И.В. Елисеев И.А., Рахманов В.В., Двойнишников С.В. Оптический способ измерения мгновенного поля толщины прозрачной плёнки / Патент РФ на изобретение RU 2565037 от 10.02.2014 г.

108. Елисеев И.А., Кабардин И.К. Оптический метод измерения мгновенной толщины слоя прозрачной жидкости// Студент и научнотехнический прогресс: Тезисы XLIV Международной научной студенческой конференции. Новосибирск, 2006. С. 31-32.

109. Кабардин И.К., Елисеев И.А. Развитие алгоритма обработки изображений при оптических измерениях толщины пленки жидкости// Студент и научно-технический прогресс: Тезисы XLIV Международной научной студенческой конференции. Новосибирск, 2006. С. 39.

110. Кабардин И.К., Елисеев И.А. Оптический метод измерения мгновенной толщины слоя прозрачной жидкости// Студент и научно-технический прогресс: Труды XLIV Международной научной студенческой конференции.

Новосибирск, 2006. С. 38-74.

111. Кабардин И.К., Елисеев И.А. Оптический метод измерения толщины слоя прозрачной жидкости на эффекте полного внутреннего отражения// Актуальные вопросы теплофизики и физической гидродинамики: Тезисы IX-ой Всероссийской конференции молодых ученых. Новосибирск, 2006.

С. 49 - 50.

Pages:     | 1 ||


Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ Аннотированный сборник научно-исследовательских выпускных квалификационных работ специалистов НИУ ИТМО Санкт-Петербург Анн...»

«Биофармацевтический кластер Новосибирской области Программа развития инновационного территориального кластера Предпосылки развития кластера В Новосибирской области сложился центр • научны...»

«  КООРДИНАЦИОННЫЙ ЦЕНТР ПО ЦЕНООБРАЗОВАНИЮ И СМЕТНОМУ НОРМИРОВАНИЮ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ                         КОНСУЛЬТАЦИИ И РАЗЪЯСНЕНИЯ ПО ВОПРОСАМ ЦЕНООБРАЗОВАНИЯ И СМЕТНОГО НОРМИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ            ...»

«БОНИВУР: ГОРОД НЕСБЫВШИХСЯ НАДЕЖД Леонкин Александр БОНИВУР: ГОРОД НЕСБЫВШИХСЯ НАДЕЖД/Если бы последний город Советского Союза достроили.Редакторы: Виктор Федорович (Минск, Белоруссия) Анатолий Севрюков (Хабаровск, Россия) Фото: Анна Жерновникова, Андре...»

«Хутыз Абрек Махмудович канд. техн. наук, доцент, профессор Шишова Рита Гучипсовна канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО "Майкопский государственный технологический университет" г. Майкоп, Республика Адыгея МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ И КРИТЕРИИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ Аннотация: в данно...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Инсти...»

«ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕАЛИЗАЦИИ В РЕСПУБЛИКЕ ТАТАРСТАН СТРАТЕГИИ ГОСУДАРСТВЕННОЙ НАЦИОНАЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА ПЕРИОД ДО 2025 ГОДА КАЗАНЬ 25.02.2015 СОДЕРЖАНИЕ I. Механизмы реализации Стратегии государственной национальной политики Российской Федерац...»

«ГОСТ 18680—73 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ДЕТАЛИ ПЛОМБИРОВАНИЯ Общие технические условия Sealing details. General specifications Срок действия с 01.01.74 до 01.01.94 Настоящий стандарт распространяется на детали пломбирования: пломбы металлические и бумажные, чашки пломбировочные, ушки для пл...»

«Министерство труда, занятости и трудовых ресурсов Новосибирской области Государственное бюджетное профессиональное общеобразовательное учреждение Новосибирской области Бердский политехнический колледж Методические указания...»

«Г.Я.Мартыненко Формула Де Муавра-Бине Тема, обозначенная в заголовке данной статьи, частично обсуждалась в моей статье (Мартыненко, 2010), однако в пространном тексте она могла оказаться незамеченной. Это побудило меня обратить на нее особое, заостренное внимание. Формула Бине является одним из краеугольных...»

«УДК 681.3.06: 336.64 И.Е. Подольская, А.В. Мойкин, Е.И. Пащенко, Н.А. Фетисов, Д.А. Французова ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ФИНАНСОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОКАЗАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫХ...»

«1982 г. Апрель Том 136, вып. 4 УСПЕХИ ФИЗИ ЧЕСКИХ НАУК 839.12.01 ИНСТАНТОННАЯ АЗБУКА А. И. Вайиштейн, В. II. Захаров, В. А. Новиков, Л. А. Шифман СОДЕРЖАНИЕ 1.'Квантовая механика, мнимое время, интегралы по тр...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт природных ресурсов Направление подготовки...»

«Кобелев Артем Александрович РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО ОГНЕБИОВЛАГОЗАЩИТНОГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТНУЮ МОДИФИКАЦИЮ ДРЕВЕСИНЫ 05.26.03-05 Пожарная и промышленная безопасность АВТОРЕФЕРАТ диссерта...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.