ИСТИНА

Рассмотрена модельная плоская задача о колебаниях в потоке вязкой несжимаемой среды базового осциллятора (элемента ветроприёмной поверхности) колебательного ветроэнергетического устройства с учётом различных форм кинематических связей. Для решения использован бессеточный (лагранжев) численный метод вязких вихревых доменов (ВВД). Исследован эффект наличия одного подвижного шарнира в общей системе кинематических связей и его влияние на характер зависимостей от безразмерного времени для безразмерных компонент аэродинамических сил и для безразмерного момента, который раскручивает основной ротор ветроэнергетической установки благодаря взаимодействию ветрового потока с ветроприёмным осциллятором. Получены оценки влияния на аэрогидродинамические силы и на крутящий момент главных кромочных вихрей (вихревых спутников осциллятора) и всех вторичных вихрей, формирующихся в результате отрыва вязкого пограничного слоя с тонкой ветроприёмной поверхности. Выявлено, что при рассматриваемых значениях чисел Рейнольдса, соответствующих обтеканию воздухом плоской прямоугольной пластины, преобладающую роль в процессе формирования нестационарных нагрузок играют «вихревые спутники» (то есть, сходящие с острых кромок ветроприёмной поверхности вихри), периоды схода которых в несколько раз меньше, чем полный период поворота основного ротора. Показано, что именно периодически сходящие в ветровой поток «вихревые спутники» являются полезными для поддержания авторотации, а вторичные вихри играют диссипативную роль, т.е. тормозят движение. Получено, что при уменьшении числа Рейнольдса как максимальная, так и осреднённая угловая скорость авторотации ротора ветроустановки колебательного типа снижается. Обнаружено, что наличие в системе всех кинематических связей одного подвижного (скользящего) шарнира способствует большей степени равномерности изменения скорости вращения ротора ветроустановки на протяжении одного периода. Выявлена возможность повышения энергетической эффективности ветроустановки колебательного типа благодаря явлению резонанса вихревой и механической частоты.