Page 18 - ME-03-digital-heb_Neat
P. 18
המעבדה לשיטות חישוביות בזרימה ()CFD
פרופ' סטיבן פרנקל וצוות קוויטציה מחקר חוד החנית
המעבדה שלו משפרים את בטורבינות
ביצועיהם של להבי טורבינות תת־מימיות
המייצרות אנרגיה חלופית מה :המעבדה לשיטות חישוביות בזרימה
במעמקי הים ומו ּנעות ( )CFD – Computer Fluid Dynamicsמתמקדת
מכוח הגאות והשפל בפיתוח ויישום של מודלים נומריים ופיזיקליים
איך :טורבינות המונעות בידי גאות ושפל מבטיחות בעלי דיוק גבוה ובבניית סימולציות של
סוג חדש של אנרגיה מתחדשת ,אשר ממירה לחשמל זרימות טורבולנטיות ליישום בתחומים רבים,
אנרגיית גאות ושפל ,שנקראת גם "אנרגיית הירח" ,עקב
כגון אווירודינמיות ,אווירואקוסטיות ,זרימה
השפעת כוח המשיכה של הירח .הטורבינות פועלות ביולוגית ,שריפה וזרימות בעלות פאזות
בדומה לטורבינות רוח ,אולם מתחת למים ,ומייצגות
רבות .שיטות חישוביות בזרימה ,או בקיצור
מקור אנרגיה אמין שאיננו מנוצל דיו .הטכנולוגיה ,CFDמתמחות בפתרון משוואות שולטות של
נמצאת עדיין בחיתוליה ובעת השימוש נתקלה התעשייה התנהגות הזורם (כגון אוויר ,מים וכו') בשיטה
בתופעה הקוויטציה ,שבה אידוי המים כדי להופכם נומרית בעזרת מחשב .זרימה טורבולנטית
לגז בתנאי תת־לחץ יוצר בועות אוויר קטנות בתוך (עירבולית) היא מצב של תנועה יוצאת דופן
הטורבינה .הבועות גורמות לאיכול ולשחיקה (קורוזיה)
עקב קריסתן ברגע שהלחץ המקומי עולה ומשפיעות של הזורם אשר מתרחשת רבות בעולם
האמיתי .תופעה זו מוכרת לנו מחיי היום־יום
לשלילה על ביצועיהם של להבי הטורבינה .צוות כאשר בזמן טיסה מתבקשים הנוסעים לחגור
המעבדה בודק שיטות פאסיביות ואקטיביות של בקרה חגורות בטיחות עקב טורבולנטיות בלתי צפויה.
אסטרטגית לצורך הפחתה של הקוויטציה ולשיפור מבנה
הלהבים ,כחלק מפרויקט הנתמך בידי קרן Horizon 2020 ביצוע סימולציות של זרימה טורבולנטית
במחשב הוא עניין מאתגר ,בשל טווח רחב של
של האיחוד האירופי. אורכים וזמנים הקשורים בהתערבלות תנועת
הזורם; אלה דורשים שיטות נומריות מאוד
מדויקות ,מודלים מתמטיים וכוח מחשוב בעל
ביצועים גדולים .המעבדה מתמקדת בימים
אלו בכמה בעיות רב־ממדיות הדורשות שיטות
נומריות מתקדמות ,מודלים וסימולציות בדיוק
גבוה.
הצורך העולמי הגובר באנרגיה חלופית ירוקה
הביא לפיתוח של טורבינות הפועלות מתחת
למים ומונעות מכוחן של תנועות הגאות
והשפל .אחד המחקרים המרכזיים במעבדה
עוסק בקוויטציה בטורבינות הללו.
| MEgazine | 18הפקולטה להנדסת מכונות
