В настоящей статье рассматривается программно-аппаратный комплекс для исследования аэродинамики и электромеханических характеристик ветроэнергетических установок (ВЭУ) с вертикальной осью вращения. Созданный лабораторный стенд позволяет проводить экспериментальные исследования разрабатываемых ветроэнергетических установок, получать зависимости угловой скорости вращения ротора и потребляемой электрической мощности от скорости ветра. Для демонстрации эффективности работы, рассматриваемой ВЭУ вихревого типа спроектированы и собраны соответствующие макетные образцы ВЭУ мощностей 0,2 кВт и 1,2 кВт, проведены их натурные испытания. Разработанное программное обеспечение позволяет проводить численное моделирование движения ВЭУ с в условиях нестационарного невозмущенного ветрового потокас учетом массо-инерционных характеристик установки и характера момента сопротивления вращению её ротора. Приводятся и сопоставляются экспериментальные и численные результаты, полученные с помощью разработанного программно-аппаратного комплекса. Эти результаты свидетельствуют об возможности использования такого комплекса в качестве эффективного инструмента разработки ВЭУ с вертикальной осью вращения.

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, экспериментальное исследование, программно-аппаратный комплекс, численное моделирование, численные методы динамики сплошных сред

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Вводится представление о направляющих структурах директорного и рефлекторного типов, способствующих формированию воздушных потоков, заданным образом способствующих увеличению механической мощности на валу её ротора. Эти структуры могут быть использованы для усиления момента на валу ротора за счет увеличения полезной интерференции его со статором. Качественные соображения о влиянии введенных направляющих структур подтверждены введениеми числееными аэродинамическими расчетами двух модернизированных конструкций перспективной вихревой ветроэнергетической установки, рассмотренной в предыдущих работах авторов. Выбран наиболее оптимальный вариант модернизации ротора, который позволил увеличить мощность на его валу в среднем на 45% по отношению к соответствующей мощности для конструкции ВЭУ с исходной формой ротора в рабочем диапазоне скоростей ветра от 1 до 12 м/с. Материалы статьи могут быть использованы для проектирования оптимальных по критерию максимума аэродинамической мощности ротора ветроэнергетических установок, их станций, а также комплексных силовых энергетических установок, включающих в качестве одного из возобновляемых источников энергии ветроэнергетическую установку.

Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, структуризация воздушного потока, направляющая структура директорного типа, направляющая структура рефлекторного типа, вихревая структура, крутящий аэродинамический момент ротора, аэродинамическая оптимизация по критерию мак

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной работе рассматривается процедура разработки системы управления глайдером для движения в трехмерной среде на основе позиционно-траекторных законов управления, разработанных проф. Пшихоповым В.Х. Для обеспечения управления используется модель пространственного движения глайдера, учитывающая составляющую переменной плавучести. В результатах работы представлены графики, демонстрирующие работоспособность разработанной системы.

Ключевые слова: глайдер, система управления, позиционно-траекторный регулятор, управление движением, математическое моделирование

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Расчитываются аэро- или/и гидродинамические воздействия со стороны сплошной среды необходимые для синтеза адекватной системы управлени. Проводится численное моделирование движения управляемого позиционно-траекторным регулятором мини-корабля при малых углах крена и наличии морского волнения на основе полносвязной математической модели и предложенной методики оценки гидродинамических воздействий.

Ключевые слова: надводный мини-корабль, позиционно-траекторный регулятор, аэро-гидродинамика, математическая модель, нелинейная динамика, CFD моделирование, внешние возмущения

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ