Проблемы ВЭМУ глазами разработчиков


Краткий перечень исследованных вопросов по проекту ВЭМУ

Для стационарной (мелкий шельф) ветрооэнергетической морской установки:
  • Разработка общих конструктивных схем ВЭМУ.
  • Разработка конструкций специальных гидронасосов, лопастей, приводов их поворота.
  • Разработка презентационной 3D-модели ВЭМУ
  • Расчет параметров установившихся воздушных потоков сквозь турбину (стационарная задача, стабильный ветер). Определение аэродинамической эффективности турбины. Определение потерь энергии на вращение лопастей. Выявление аэродинамических эффектов на турбине ВЭМУ.
  • Предварительное определение закона управления угловым положением лопастей.
  • Расчет и моделирование привода управления угловым положением лопастей для неустановившихся воздушных потоков (нестационарный ветер).
  • Гидродинамический расчет вращающегося понтона (стационарная и нестационарная задачи, стабильная скорость вращения, без волн и течений).Определение величины гидродинамических потерь.
  • Гидродинамический расчет вращающегося понтона (нестационарная задача, регулярное и нерегулярное волнение умеренной (!) высоты, течение). Определение величины волновых нагрузок на конструктивные элементы вращающегося понтона. Уточнение величины гидродинамических потерь. Определение параметров движения понтона (без учета связности а/д - управление - г/д - структурные деформации).
  • Оптимизация конструктивных параметров основных структурных элементов ротора турбины (тросы, башня, понтон, стойки и т.д.) с учетом только аэродинамических сил. 
  • Расчет напряженно-деформированного состояния ротора на упрощенной модели (составлена из однотипных модулей из линейных стержневых элементов, стационарная задача, без учета связности).
Для нестационарной (свободно плавающей) установки:
  • Разработка общих конструктивных схем установки.
Для заякоренной плавучей (глубокий шельф) установки:
  • Разработка общей конструктивной схемы установки.
Для упрощенных установок с изменением углового положения лопастей:
  • Разработка общих конструктивных схем установок с пассивным изменением угла лопастей.
  • Разработка и изготовление гидродинамической экспериментальной установки.
  • Эксперименты по определению работоспособности турбины с пассивным поворотом лопастей.
Разработка приложений:
  • Предложение и предварительный расчет параметров установки получения топлива (водород).
  • Предложение и предварительный расчет параметров опреснительный установки.
  • Предложения по использованию ВЭМУ в качестве культурно-развлекательного комплекса.
  • Предложения по использованию ВЭМУ в энергообеспечении установок марикультуры и др. приложения.


Первоочередные несделанные или незаконченные работы

Для стационарной (мелкий шельф) установки:
  • Выявление гидродинамических эффектов при проходе волны сквозь вращающийся понтон
  • Нестационарный аэродинамический расчет с управлением поворотом лопастей при стационарном ветре.
  • Нестационарный аэродинамический расчет с управлением поворотом лопастей при турбулентном ветре.
  • Гидродинамический расчет на экстремальную волну.
  • Уточненный расчет напряженно-деформированного состояния ротора. Оценка металлоемкости.
  • Разработка экспериментально - демонстрационной установки диаметром 50 м (активное управление положением лопастей). Моделирование.
  • Разработка экспериментально - демонстрационной установки диаметром 10 м (пассивное управление положением лопастей). Моделирование.
  • Разработка программы для упрощенного связного моделирования а/д - управление - г/д - структурные деформации или "увязка" интерфейсов обмена данными между отдельными моделями.
  • Связанное моделирование работы турбины в различных режимах.
Для заякоренной плавучей (глубокий шельф) установки:
  • Разработка и расчет основных конструктивных элементов установки.
  • Разработка презентационной 3D-модели
  • Оценка собственных частот конструкции полупогружного основания и турбины. Оценка металлоемкости.
  • Проектирование и моделирование системы якорей.
  • Разработка комплексной (многосвязной) модели установки с плавучим основанием и плавучим ротором.
  • Связанное моделирование работы установки в различных режимах.
Для упрощенных установок с изменением углового положения лопастей:
  • Разработка и оптимизация конструкции демпферов - упоров лопастей.
  • Разработка и изготовление новой гидродинамической экспериментальной установки.
  • Полномасштабное 3D-моделирование с расчетом движения лопастей и осуществление качественных сравнительных экспериментов. по анализу