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Enregistrement W7161843189 · doi:10.82308/41299

CFD analysis and design of wind turbine ice protection systems

2015· dissertation· en· W7161843189 sur OpenAlexaboutno aff
David Switchenko

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueIcing and De-icing Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésIcingTurbineWind powerAerodynamicsComputational fluid dynamicsTurbine bladeWind speedRotor (electric)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Cold climate regions have a high potential for wind energy production, but can also be characterized by frequent atmospheric icing events, which can significantly reduce the annual power production of a wind farm. Ice that accretes on turbine blades degrades their aerodynamic performance and reduces their power output. Thus, there is a need for more accurate assessment of the effect of atmospheric icing on wind turbines and for strategies to protect turbine blades from icing.The present work uses CFD analysis to focus on two important engineering issues related to wind turbine blade icing: the wind turbine performance loss due to blade icing, and the design of blade heating systems to prevent ice accretion. All CFD simulations are performed using the FENSAP-ICE simulation system.First, CFD simulations are used to predict the impact atmospheric icing has on wind turbine power production. Fully 3D simulations are performed considering the rotor geometry of the National Renewable Energy Laboratory (NREL) Unsteady Aerodynamics Experiment (UAE) Phase VI rotor. Four representative icing conditions are simulated. The resulting ‘1-hour‘ ice shapes are shown to reduce rotor torque, and therefore resulting power output, by up to 60%. Furthermore, at high wind speeds the NREL turbine blade is regulated by intentional blade stall to prevent very high torque and overproduction. CFD simulations showed that at these wind speeds, ice accretion could increase the wind turbine rotor torque significantly, potentially damaging the turbine due to overproduction and creating possible safety concerns. Next, the FENSAP-ICE system is used to predict the power required and effective coverage region needed for an anti-icing system to prevent ice accretion on the NREL UAE Phase VI rotor. In all cases the power required to keep the rotor ice-free was less than the rated power of the turbine.Lastly, a CFD simulation of a real-world, long-term, 17-hour icing event that took place at a wind farm in the Gaspé Peninsula of Québec was performed. Results of power loss successfully matched that which occurred on site. Moreover, it was determined that an anti-icing system used during a similar icing event could protect against icing in a self-sufficient manner.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,462
Score d'incertitude au seuil0,557

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,021
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,212 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2015
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Résumé présentoui

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