У дисертації наведено новий розв’язок актуальної задачі дослідження нестаціонарного обтікання роторів вертикально-осьових вітроенергетичних установок на основі рівнянь Нав’є-Стокса. Виконано аналіз структури та закономірностей розвитку нестаціонарних турбулентних нестисливих течій при обтіканні роторів Дар’є та Савоніуса, встановлено вплив чисел Рейнольдса, коефіцієнтів швидкохідності та заповнення на енергетичні характеристики вертикально-осьових вітроенергетичних установок. Основні наукові та практичні результати проведених досліджень полягають у наступному: 1. На базі осереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав’є-Стокса нестисливої рідини та рівняння обертання твердого тіла відносно нерухомої осі побудовано математичну модель для дослідження взаємовпливу процесів аеродинаміки та динаміки роторів вертикально-осьових вітроенергетичних установок. 2. Розроблено програмно-методичне забезпечення для чисельного моделювання та визначення основних параметрів нестаціонарного обтікання роторів вертикально-осьових вітроенергетичних установок. Результати тестування алгоритмів і комплексу програм на задачах про розвиток течії у квадратній каверні та обтікання нерухомого циліндра задовільно погоджуються з експериментальними та розрахунковими даними інших авторів. 3. На основі обчислювальних експериментів показано, що обертання циліндра суттєво впливає на структуру течії та аеродинамічні характеристики. Збільшення кутової швидкості обертання циліндра приводить до росту осереднених за часом значень піднімальної сили та зменшення лобового опору. 4. Проведено порівняння результатів розрахунків обтікання нерухомого профілю та профілю, що коливається, отриманих за допомогою моделей турбулентності SA, SARC та SALSA, з відомими експериментальними та розрахунковими даними. Показано перевагу моделі турбулентності SALSA при розрахунку течій з розвиненим двовимірним нестаціонарним відривом потоку. 5. Виконано аналіз поля течії навколо ротора Дар’є. Виділено стадії зародження, розвитку та зриву вихорів за різних положень лопаті на траєкторії. Показано, що в’язкі та динамічні ефекти відіграють важливу роль при роботі ротора Дар’є, максимальний крутильний момент створюється на навітряній ділянці траєкторії лопаті. Встановлено влив числа Рейнольдса, коефіцієнтів швидкохідності та заповнення на енергетичні характеристики ротора Дар’є. Показано, що зростання числа Рейнольдса приводить до збільшення значень коефіцієнта потужності. При зменшенні коефіцієнта заповнення ротора Дар’є коефіцієнт потужності стає менш чутливим до зміни коефіцієнта швидкохідності. Збільшення коефіцієнта швидкохідності приводить до придушення процесу формування динамічного зриву потоку з лопатей ротора Дар’є. 6. Вирішено зв’язану задачу динаміки та аеродинаміки трилопатевого ротора Савоніуса. Виділено основні стадії формування вихорової структури при обертанні дво- та трилопатевого ротора. В дослідженому діапазоні визначальних параметрів у дволопатевого ротора Савоніуса значення енергетичних характеристик вище, ніж у трилопатевого. Отримані результати задовільно погоджуються з відомими експериментальними даними. | 