inżynieria wiatrowa, badania w tunelu aerodynamicznym, symulacja warstwy przyziemnej, struktura przepływu powietrza, chropowatość terenu
Abstrakt
Głównym aspektem badawczym pracy jest symulacja struktury przepływu wiatru nad terenami o różnej chropowatości w tunelu aerodynamicznym z warstwą przyścienną. Celami pracy są: znalezienie najbardziej odpowiednich kombinacji elementów generujących turbulencję w tunelu aerodynamicznym do odwzorowania struktury przepływu powietrza dla różnych kategorii chropowatości terenu oraz zaproponowanie bardziej przejrzystej klasyfikacji chropowatości terenu. W pracy wyprowadzono autorską klasyfikację chropowatości terenu, która wyróżnia łącznie 8 kategorii terenu. Klasyfikacja ta opiera się o dwie wartości: średnią wysokość chropowatości oraz stosunek odchylenia standardowego do średniej wysokości chropowatości. W ramach części badawczej, łącznie przebadano przepływ powietrza w tunelu aerodynamicznym dla 295 kombinacji elementów turbulizujących. Zestawienie przypadków badawczych i wyniki znajdują się w Załączniku 2. Opracowania wyników badań dokonano przy pomocy specjalnie przygotowanego skryptu w programie MATLAB. Na podstawie wyników badań określono wpływ poszczególnych elementów turbulizujących na parametry struktury przepływu powietrza, sporządzono wytyczne do symulacji różnych typów warstwy przyziemnej w tunelu aerodynamicznym oraz dokonano szczegółowej analizy przypadków badawczych, które najlepiej odwzorowują strukturę przepływu wiatru dla normowych kategorii chropowatości terenu.
This work is mostly experimental and focused on wind flow simulation over the terrains with different roughness in a boundary layer wind tunnel. The work aims to find the most suitable combinations of turbulence-generating elements in a wind tunnel to recreate the wind flow structure for different terrain roughness categories and to propose a more clear terrain roughness classification. An authorial terrain roughness classification was introduced in the work, which distinguishes a total of 8 terrain categories. It is based on two values: the mean roughness height and the ratio of the standard deviation of roughness height to the mean roughness height. The experimental part of the work included a total of 295 wind tunnel tests for different combinations of roughness elements. The test cases and their results are summarised in Attachment 2. The results were processed using a dedicated MATLAB script prepared for this purpose. The tests results allowed to assess the influence of different turbulising elements on wind flow parameters. This led to forming guidelines for wind tunnel simulations of different boundary layer types. Another analysis was made for the test cases that were most suitable for wind tunnel simulation of different terrain roughness categories according to the standards.
