• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

ДАНА ХАЛЫҚ ҰСТАЗЫ – ҚАЗАҚ ҚЫЗЫ

Z. Baizhuma 1* , R.Manatbayev 1

2. Validation cases

This section presented validation results of pressure coefficient, droplet collection efficiency and ice shapes of fixed NACA0012 airfoil.

Airflow solution was compared with experimental data available on NASA Turbulence modeling resources [25]. Validation cases described in Tab.1. For each validation case, free stream velocity and Reynold number kept constant. This numerical results well matched with the experimental results including the high AoA.

Table 1. NASA Turbulence modeling resource validation cases

Name AOA Free stream

velocity Re number

deg m/s

Case 1 0 43.8 3 × 106

Case 2 10 43.8 3 × 106

Fig.3-4 demonstrates the comparison between experimental and CFD pressure coefficient curves.

Excellent agreement between experimental and CFD curves achieved.

Fig 3. Pressure coefficient at 0 degree Fig 4. Pressure coefficient at 10 degrees RESULTS AND DISCUSSION

x/c

Cp

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Gregory Ladson Current Alpha = 0 deg

x/c

Cp

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

Gregory Ladson Current Alpha = 10 deg

During the rotation relative wind (W) velocity of the blade changes by the AOA. Hence, it increases the droplet's collection area near the leading and trailing edge. Centrifugal force makes water-film flow towards the blade trailing edge [28].

Solving for 5 minutes of icing at VAWT blades, for example, rotating with 35 rpm require 165 full rotations. It costs very expensive computational time. On the other hand, icing conditions such as relative velocity, local collection efficiency, and water film movement at each azimuthal angle are different [29].

In-this study icing is treated as a quasi-steady process of the sequence of steady solutions. This approach is enough for some effects of azimuthally varying velocities. Inlet velocity was set to 4 m/s, ambient temperature -70C, LWC 1.16 g/m3, AOA ranged between -800 to 800. The icing time was set 30 min, with 5 min/step multi-shots.

Fig. 5. Ice accretion at 5 min Fig. 6. Ice accretion at 30 min

Comparison with ice shapes obtained by Yan Li et. al [28] revealed that the present method shows a nice match near the leading edge. According to Fig.11-17, ice covers the whole blade surface with maximal thickness near the leading edge. The first 10 minutes ice shape doesn't change airfoil shape. With the increase of time airfoil shape becomes a circular arc. However, this trend doesn’t persist at trailing edge. A trailing edge blade shape is not smooth and it can be seen two ice horns accreted at -800, 800. It can be explained by the absence of centrifugal force which wasn’t considered in this work.

CONCLUSIONS

In this study, the ice shapes on the static VAWT blade affected by different AOA was studied.

Through the research, some useful conclusions are obtained as follows:

FENSAP-ICE was used to obtain ice shapes on the static VAWT blade. Ice distribution on the whole blade surface with increased thickness near the leading edge. With the change of AOA maximal ice thickness moves from leading-edge towards trailing edge.

1) for NACA 0018 airfoil as the angle of attack changes maximal ice thickness moves from the leading edge towards the trailing edge;

2) ice covers the whole blade surface with maximal thickness near the leading edge;

3) with the increase of icing time airfoil shape changes from symmetrical to asymmetrical, which leads to lifting force degradation.

NOMENCLATURE

AOA – the angle of attack, deg;

CFD – computer fluid dynamics;

LWC – liquid water content, g/m3; MVD – median volume diameter, µm;

VAWT – vertical axis wind turbine;

HAWT – horizontal axis wind turbine;

REFERENCES

[1] GWEC, Global wind energy council report 2018, Wind Glob. Counc. Energy. (2019) 1–61.

www.gwec.net.

x/c

y/c

0 0.1 0.2

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

0 deg 10 deg 20 deg 30 deg 40 deg 50 deg 60 deg 80 deg 70 deg -10 deg -20 deg -30 deg -40 deg -50 deg -60 deg -70 deg -80 deg NACA 0018

T = 5 min

x/c

y/c

0 0.1 0.2

-0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

0 deg 10 deg 20 deg 30 deg 40 deg 50 deg 60 deg 70 deg 80 deg -10 deg -20 deg -30 deg -40 deg -50 deg -60 deg -70 deg -80 deg NACA 0018

T = 30 min

[2] U.S. Department of Energy, 2018 Wind Technologies Market Report, (2018) 1–98.

http://www.windpoweringamerica.gov/pdfs/2010_annual_wind_market_report.pdf.

[3] REN 21 Renewables Now, Renewables Global Status Report 2019, Galvanotechnik. (2019).

[4] O. Parent, A. Ilinca, Anti-icing and de-icing techniques for wind turbines: Critical review, Cold Reg. Sci. Technol. 65 (2011) 88–96. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2010.01.005.

[5] V. Lehtomäki, A. Krenn, P.J. Jordaens, C. Godreau, N. Davis, Z. Khadiri-Yazami, R.E.

Bredesen, G. Ronsten, H. Wickman, S. Bourgeois, T. Beckford, Available Technologies for Wind Energy in Cold Climates – report 2nd edition (2018), (2018) 129.

https://community.ieawind.org/HigherLogic/System/DownloadDocumentFile.ashx?DocumentFileKey=669 7b7bd-b175-12b0-ecbf-2558c35d309b&forceDialog=0.

[6] O. Fakorede, Z. Feger, H. Ibrahim, A. Ilinca, J. Perron, C. Masson, Ice protection systems for wind turbines in cold climate: characteristics, comparisons and analysis, Renew. Sustain. Energy Rev. 65 (2016) 662–675. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2016.06.080.

[7] A. Zanon, M. De Gennaro, H. Kühnelt, Wind energy harnessing of the NREL 5 MW reference wind turbine in icing conditions under different operational strategies, Renew. Energy. 115 (2018) 760–

772. https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2017.08.076.

[8] L. Hu, X. Zhu, J. Chen, X. Shen, Z. Du, Numerical simulation of rime ice on NREL Phase VI blade, J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. (2018). https://doi.org/10.1016/j.jweia.2018.05.007.

[9] W. Tjiu, T. Marnoto, S. Mat, M.H. Ruslan, K. Sopian, Darrieus vertical axis wind turbine for power generation I: Assessment of Darrieus VAWT configurations, Renew. Energy. 75 (2015) 50–67.

https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2014.09.038.

[10] W. Tjiu, T. Marnoto, S. Mat, M.H. Ruslan, K. Sopian, Darrieus vertical axis wind turbine for power generation II: Challenges in HAWT and the opportunity of multi-megawatt Darrieus VAWT development, Renew. Energy. 75 (2015) 560–571. https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2014.10.039.

[11] Y. Li, S. Wang, Q. Liu, F. Feng, K. Tagawa, Characteristics of ice accretions on blade of the straight-bladed vertical axis wind turbine rotating at low tip speed ratio, Cold Reg. Sci. Technol. 145 (2018) 1–13. https://doi.org/10.1016/J.COLDREGIONS.2017.09.001.

[12] Y. Li, K. Tagawa, W. Liu, Performance effects of attachment on blade on a straight-bladed vertical axis wind turbine, Curr. Appl. Phys. (2010). https://doi.org/10.1016/j.cap.2009.11.072.

[13] F. Feng, S. Li, Y. Li, W. Tian, Numerical simulation on the aerodynamic effects of blade icing on small scale Straight-bladed VAWT, Phys. Procedia. 24 (2012) 774–780.

https://doi.org/10.1016/J.PHPRO.2012.02.115.

[14] L. Yan, C. Yuan, H. Yongjun, L. Shengmao, T. Kotaro, Numerical simulation of icing effects on static flow field around blade airfoil for vertical axis wind turbine, Int. J. Agric. Biol. Eng. (2011).

https://doi.org/10.3965/j.issn.1934-6344.2011.03.0-0.

[15] Y. Li, Q. Liu, S. Wang, F. Feng, T. Kotaro, Wind tunnel test and numerical simulation on blade icing of small-scaled vertical axis wind turbine, Kongqi Donglixue Xuebao/Acta Aerodyn. Sin. (2016).

https://doi.org/10.7638/kqdlxxb-2015.0214.

[16] Y. Li, J. Tang, Q.D. Liu, S.L. Wang, F. Feng, A visualization experimental study of icing on blade for VAWT by wind tunnel test, in: 2015. https://doi.org/10.2991/peee-15.2015.39.

[17] H. Beaugendre, F. Morency, W.G. Habashi, FENSAP-ICE’s three-dimensional in-flight ice accretion module: ICE3D, J. Aircr. (2003). https://doi.org/10.2514/2.3113.

[18] H. Beaugendre, F. Morency, W.G. Habashi, Development of a second generation in-flight icing simulation code, J. Fluids Eng. Trans. ASME. 128 (2006) 378–387. https://doi.org/10.1115/1.2169807.

[19] T. Reid, G. Baruzzi, I. Ozcer, D. Switchenko, W.G. Habashi, FENSAP-ICE Simulation of icing on wind turbine blades, part 1: Performance degradation, 51st AIAA Aerosp. Sci. Meet. Incl. New Horizons Forum Aerosp. Expo. 2013. (2013) 1–18. https://doi.org/10.2514/6.2013-750.

[20] T. Reid, G. Baruzzi, I. Ozcer, D. Switchenko, W.G. Habashi, FENSAP-ICE simulation of icing on wind turbine blades, part 2: Ice protection system design, 51st AIAA Aerosp. Sci. Meet. Incl. New Horizons Forum Aerosp. Expo. 2013. (2013) 1–14. https://doi.org/10.2514/6.2013-751.

[21] H. Beaugendre, F. Morency, W.G. Habashi, Ice Accretion Module : ICE3D, J. Aircr. 40 (2003).

[22] X. Zhu, L. Hu, J. Chen, X. Shen, Z. Du, Calculation of Collection Efficiency on NREL Phase VI Blade, J. Sol. Energy Eng. Trans. ASME. 140 (2018). https://doi.org/10.1115/1.4039349.

[23] A.D. Canonsburg, ANSYS FENSAP-ICE User Manual, (2017).

[24] L.G. Leal, Bubbles, drops and particles, Int. J. Multiph. Flow. (1979).

https://doi.org/10.1016/0301-9322(79)90021-1.

[25] Turbulence Modeling Resource, (n.d.). https://turbmodels.larc.nasa.gov/ (accessed March 25,

2020).

[26] W.B. Wright, Validation results for LEWICE 3.0, 43rd AIAA Aerosp. Sci. Meet. Exhib. - Meet.

Pap. (2005) 15109–15134. https://doi.org/10.2514/6.2005-1243.

[27] Y. Bourgault, H. Beaugendre, W.G. Habashi, Development of a shallow-water icing model in FENSAP-ICE, J. Aircr. (2000). https://doi.org/10.2514/2.2646.

[28] Y. Li, S. Wang, Q. Liu, F. Feng, K. Tagawa, Characteristics of ice accretions on blade of the straight-bladed vertical axis wind turbine rotating at low tip speed ratio, Cold Reg. Sci. Technol. 145 (2018) 1–13. https://doi.org/10.1016/J.COLDREGIONS.2017.09.001.

[29] C. Xi, Z. Qi-Jun, Numerical simulations for ice accretion on rotors using new three-dimensional icing model, in: J. Aircr., 2017. https://doi.org/10.2514/1.C033986.

Аңдатпа

Суық аймақтарда орналасқан жел турбиналарын мұз басуы мүмкін. Дарье турбиналарына мұз қату олардың қуат өндіру және іске қосылу қабілетін нашарлатады. Айналып тұрған Дарье турбинасына қатысты желдің салыстырмалы жылдамдығы және атқылау бұрышы ұдайы өзгеріп отырады. Демек, мұз басуды жобалау көп есептеуіш қуатты талап етеді. Берілген мақала Дарье турбинасында мұз қатуын жобалаудың тиімді әдісін ұсынады. Ауа ағыны, тамшылар траекториясы және термодинамикадық модуль FENSAP-ICE көмегімен есептелді. Мұз пішіндері атқылау бұрышының -800 және 800 арасындағы мәндерінде есептелді.

Кілт сөздер: Дарье турбинасы, мұз басу, сандық әдістер, CFD, FENSAP-ICE Аннотация

Ветротурбины работающие в холодных регионах подвергаются обледенению. Обледенение турбины Дарье ведет к снижению способности самозапускаться и производить электроэнергию. Во время вращения относительная скорость и угол атаки постоянно менятся. Следовательно, для моделирования обледенения требуется огромные вычислительные мощности. В данной статье представлен метод моделирования обледенения лопастей турбины Дарье. Аэродинамический модуль, траектория капель и термодинамический модуль расчитан при помощи FENSAP-ICE.

Форма льда расчита при углах атаки между -800 және 800.

Ключевые слова: Ветротурбина Дарье, обледенение, численные методы, CFD, FENSAP-ICE

Abstract

Wind turbines operating in cold regions can encounter icing events. Ice accretion on Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) blades affects both self-starting capability and power generation performance.

During the rotation, the relative velocity and the angle of attacks vary with the azimuthal angles. Thus, the unsteady simulation is essential for the VAWT. However, unsteady simulations require high computational costs. This study suggests an efficient procedure to predict the ice accretion shapes on a static VAWT blade. Simulations of airflow, droplet impingement, and ice accretion obtained using FENSAP-ICE. The angle of attack changed from -800 to 800.

Keywords: Darrieus VAWT, icing, numerical simulations, CFD, FENSAP-ICE

УДК: 511

О ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ

«МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОМПОЗИЦИОННОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ДИФФУЗОРОМ»

1Байшагиров Х.Ж., 2Ермаганбетова С.К.

1д.т.н., профессор кафедры «Физики и математики», НАО Кокшетауский университет им.

Ш.Уалиханова, г. Кокшетау, e-mail: bayshagir@mail.ru

2докторант PhD ОП «6D010900-Математика»,

НАО Кокшетауский университет им. Ш.Уалиханова, г. Кокшетау, e-mail:

sever_sk@mail.ru

В послании к народу Казахстана от 1 сентября 2020 года Президент К.-Ж. Токаев провозгласил семь основных принципов развития страны [1]. Среди этих принципов можно

выделить пункт: «Озеленение экономики, охрана окружающей среды». Оба этих направления напрямую связаны с поддержкой и развитием возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в том числе, – ветроэнергетических машин. Актуальность ВИЭ подтверждается тем, что в мире наблюдается повышенный интерес к проблемам разработки и внедрения чистых источников энергии [2]. Использование ветровой энергии растет во всем мире также и потому, что затраты на их внедрение падают. В стране действует Концепция по переходу на «зеленую экономику» [3], а также намечены желаемые индикаторы доли электроэнергии от ВИЭ: 3% в 2020 году, 10% – 2030 г., 50% – 2050г. [4]. Ветроэнергетика является существенным фактором решения этих задач.

Следует отметить, что в условиях Казахстана наращивание мощностей ветроэнергетики в основном должно быть ориентировано на ее использовании в сельской местности. В настоящее время потребление электроэнергии в сельском хозяйстве РК отстает от развитых стран в 7-10 раз и составляет около 1% от общего потребления электроэнергии (на уровне 0,9 млрд. кВт*ч). Дело в том, что централизованное энергоснабжение находится в бедственном положении, и при малой плотности населения не представляется возможным восстановить линии электропередач традиционными методами, особенно, в труднодоступных и отдаленных местах. Вопросы энергообеспечения села и индивидуальных потребителей до сих пор не решены в должной мере и могут быть реализованы за счёт автономных ВИЭ.

Для этого целесообразно форсировать создание отечественных малых ветроэнергетических установок (МВЭУ) на основе достигнутых результатов в этой области [5]. Действительно, в стране отдельными учеными разрабатывается несколько видов малых ветроустановок как с вертикальными, так и с горизонтальными осями вращения. К первой группе относятся разработки академика НАН РК Ершина Ш.А. и д.ф.-м.н., проф. Ершиной А.К., академика НИА РК Болотова А.В., д.т.н. Буктукова С.Н., академика НАН РК Отелбаева М.О. и к.т.н. Кунакбаева Т.О. Ко второй группе относятся опытные образцы д.т.н. Камбарова М.Н., д.т.н. Байшагирова Х.Ж. и д.т.н.

Каримбаева Т.Д., к.ф.-м.н. Жилкашиновой Э.М. и др., а также разработка ветродвигателя д.ф.-м.н.

Кусаинова К.К., использующего эффект Магнуса [6]. Параметры этих МВЭУ представлены в первом разделе учебного пособия. Для внедрения этого задела, т.е. НИОКР, - далее требуется целенаправленная подготовка кадров, привлечение инвестиций и организация местного производства.

В ряде вузов Казахстана ведётся определенная работа по внедрению в учебный процесс некоторых теоретических и практических аспектов создания МВЭУ. Поэтому создание соответствующих учебных и методических пособий междисциплинарного характера представляется актуальным. При этом важнейшим фактором является привлечение обучающихся к НИРС, в том числе путём приобщения их к научно-техническим проектам [7]. Так, при выполнении научных (трехлетних грантовых) проектов по приоритету «Энергетика и машиностроение», как правило, первый год посвящается вопросам проектирования и разработки каких-то элементов конструкций, узлов энергомашины и т.п.. По итогам наших исследований в этом направлении подготовлено и издано учебное пособие, которое можно рекомендовать для подготовки соответствующих специалистов [8].

Действительно, в настоящее время наблюдаются противоречия между:

 потребностью общества в высококвалифицированных инженерах, способных решать современные математические профессиональные задачи, с одной стороны, и недостаточной подготовленностью будущих инженеров к этой деятельности, с другой стороны;

 имеющимися потенциальными возможностями, способствующими формированию профессиональной компетентности студентов технических специальностей в процессе обучения математике, и недостаточной разработанностью методики обучения, позволяющей реализовать этот потенциал;

 разнообразием интересов, склонностей, индивидуальных способностей студентов и однообразием форм и методов, используемых в процессе обучения.

Представляется, что данное учебное пособие в какой-то мере будет содействовать решению отмеченных вопросов. В книге предложены прикладные задачи и математические методы их решения, реализующие контекстное содержание будущей профессиональной деятельности. Это позволит не только предметно освоить основной курс высшей математики, но и реализовать новые возможности для профессионально-ориентированного обучения студентов, магистрантов и др. [9].

История и тенденции создания ветроэнергетических машин, в том числе и в Казахстане, изложены в первом разделе и, очевидно, будут интересны также и школьникам при выборе будущей профессии. В следующих четырёх разделах проводится математическое обоснование параметров

конструкции ВЭУД, изложены методы вычисления центра тяжести, методики расчётов на опрокидывание и устойчивость.

Книга содержит реализованные математические методы, на основе которых далее проводились конструирование, технология изготовления композитных изделий и сборка ВЭУД с конкретными параметрами размеров и формы. Полнота и достоверность круга решаемых задач подтвердились при натурных испытаниях энергомашины, показавших соответствие расчётных и экспериментальных данных.

При выполнении последовательности грантовых проектов НИОКР проектировались и изготавливались различные опытные образцы: от первого образца, - где была проверена новая теоретическая (математическая) идея, - до модельного и технического прототипов, связанных с доводкой машины [10]-[13]. Соответственно этому менялись и математические подходы по принципу – от простого к сложному. При этом для связи между субъектом и объектом познавательной деятельности используется математическая модель с соответствующими методами её реализации. В учебном пособии авторы попытались учесть эти важные аспекты процесса познавательной деятельности, сохраняя плавность и логику перехода от абстрактной модели тела или физического процесса к конкретным, реальным элементам конструкции.

На стадии предварительного проектирования используются или строятся простые математические модели, приближенно описывающие реальный объект и легко понимаемые студентами. При этом они используют свои профессиональные знания, умения и навыки, в том числе, и из области математики, которая, как правило, также является связующим звеном между этапами создания машин, языком их взаимодействия. Решая профессионально ориентированные задачи различного уровня сложности в определенной последовательности, студенты оперируют профессиональными терминами, приобретают умение анализировать ситуации для будущей практической деятельности [14]. Так, при разработке элементов и узлов ветроэнергетической машины из композитов вначале применяются однородные или квазиоднородные математические модели и теории, где дифференциальные уравнения содержат постоянные коэффициенты и, поэтому, легко решаются большинством студентов.

Однако, для дальнейшей доводки изделий, узлов машин необходимы детализированные, более сложные математические модели и методы, реализация которых требует серьёзной математической подготовки с учётом содержания спецдисциплин. Здесь при более подробном математическом описании объектов приходим к дифференциальным уравнениям с переменными коэффициентами, к сложным многосвязным областям и т.п. Поэтому для соответствующей подготовки специалистов требуется многоуровневый индивидуальный подход, связанный с изучением математических моделей более высокого уровня или других изощренных методов [15].

Эти современные инновационные подходы использования математики изложены в последнем, шестом разделе книги. Так при математическом описании деформации структурно- неоднородного тела используются методы осреднения с помощью определенного интеграла. При этом промежутки интегрирования должны удовлетворять соотношениям, связанным с характерными размерами микроструктуры композитов, включений, зёрен, диаметров волокон и т.д.

Такое глубокое проникновение в структуру неоднородного тела и описание физических процессов на локальном уровне достигается с помощью обычного разложения определенного интеграла на промежутках [15].

При создании учебного пособия можно было его структуру строить согласно той последовательности изложения разделов высшей математики, что соответствует образовательной программе по направлению. То есть, вначале – линейная алгебра, элементы теории векторов, - а затем дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения и т.д. Однако, данное пособие может оказаться полезным не только студенту вуза, но и уже работающим специалистам различных предприятий машиностроения. У них уже в той или иной мере сформировано целостное восприятие и понимание математики, также, исходя из круга решаемых производственных задач. Поэтому разделы пособия изложены в той последовательности, которая уже реализована при проведении НИОКР по созданию опытных образцов ВЭУД. Это была объективная необходимость для достижения поставленной цели.

Пособие состоит из материалов, которые были использованы авторами на предварительных и последующих этапах проектирования по разработке опытных образцов композиционной энергомашины. В рамках каждого раздела задачи подчинены принципу возрастания её сложности.

Такое обобщение проводится по-мере учёта новых внешних факторов, изменения граничных и других условий, имеющих контекстный, содержательный характер. Это позволяет также

совершенствовать уровень математической подготовки инженеров машиностроения для развития их профессиональных компетенций. Последовательность разделов и методика изложения пособия направлены на качественное усвоение и применение учебного материала.

Аңдатпа

Мақалада оқу құралы негізінде кәсіби бағытталған оқытудың кейбір аспектілері қарастырылған. Бұл әзірлемелерді авторлар диффузоры бар композициялық жел энергетикалық құрылғының (ДКЖҚ) тәжірибелік үлгілерін жасаумен байланысты гранттық жобалардың қорытындылары бойынша алды. Бұл ретте физика-математикалық және техникалық дайындық бағыттары бойынша студенттердің өзіндік жұмысын жандандыруға бағытталған сыбайлас пәндерден теориялық мәліметтер пайдаланылады.

Кілттік сөздер: математикалық модел, шешу әдістері, құзыреттер, кәсіби-бағытталған есептер, желэнергетикалық құрылғы

Аннотация

В статье рассмотрены некоторые аспекты профессионально- ориентированного обучения на основе учебного пособия. Эти разработки получены авторами по итогам грантовых проектов, связанных с созданием опытных образцов композиционной ветроэнергетической установки с диффузором(ВЭУД). При этом используются теоретические сведения различных дисциплин, направленных на активизацию самостоятельной работы студентов физико-математического и технических направлений подготовки.

Ключевые слова: математическая модель, методы решения, компетенции, профессионально- ориентированные задачи, ветроэнергетическая установка

Abstract

The article discusses some aspects of professionally-oriented training based on the textbook. These developments were obtained by the authors based on the results of grant projects related to the creation of prototypes of a composite wind power plant with a diffuser (WPPD). At the same time, we use theoretical information from related disciplines aimed at activating the independent work of students of physical, mathematical and technical fields of training.

Keywords: mathematical model, solution methods, competencies, professionally-oriented tasks, wind power plant

Литература:

1. Официальный сайт президента Республики Казахстан. Послание Главы государства Касым-Жомарта Токаева народу Казахстана: КОНСТРУКТИВНЫЙ «КАЗАХСТАН В НОВОЙ

РЕАЛЬНОСТИ: ВРЕМЯ ДЕЙСТВИЙ» - URL:

https://www.akorda.kz/ru/addresses/addresses_of_president/poslanie-glavy-gosudarstva-kasym-zhomarta- tokaeva-narodu-kazahstana-1-sentyabrya-2020-g (дата обращения 01.09.2020).

2. Е ршина  А .К. Те ория и пра ктика  использова ния возобновляе мых источников эне ргии: Уче б. пособие . - А лма ты: Эпигра ф, 2016. - 219 с.

3. Концепция Стратегии устойчивой энергетики будущего Казахстана до 2050 года - URL:

https://docplayer.ru/62695048-Koncepciya-strategii-ustoychivoy-energetiki-budushchego-kazahstana-do- 2050-goda-1.html

4. Ветроэнергетика Казахстана: вчера, сегодня, завтра - URL:

https://eenergy.media/2019/06/17/vetroenergetika-kazahstana-vchera-segodnya-zavtra/

5. Комплексная разработка, создание технологий, изготовление, теоретические и экспериментальные исследования опытно-промышленных образцов малых ветроэнергетических установок: отчет о НИР (заключительный) / рук. Кусаинов К.К., Кунакбаев Т., Байшагиров Х.Ж. – Алматы, 2017. – 51 с. – № ГР. 0308РК00008.

6. Baishagirov Kh. Zh., Omarov B. M. On the creation of small wind power plants in Kazakhstan //

Eurasian Physical Technical Journal. Vol.16. – 2019. - №2(32). - РР. 55-62. - URL:

http://rmebrk.kz/journals/5445/21595.pdf

7. Создание модельного прототипа композиционной ветроэнергетической установки с диффузором (ВЭУД): отчет о НИР (заключительный) / рук. Байшагиров Х. Ж. – Кокшетау, 2014. – 142 с. – № ГР 0112РК01562.

8. А былка сымова  А . Е ., Шишов С. Е . Оце нка  пе рспе ктивных моде ле й ра звития пе да гогиче ского обра зова ния для це ле й иннова ционного ра звития Ка за хста на : а на лиз ме ждуна родного опыта  \\ Пе рспе ктивы На уки и Обра зова ния. 2015. 4 (16). С. 49-55.

9. А былка сымова  А . Е  Позна ва те льна я са мостояте льность в уче бной де яте льности студе нтов. Моногра фия.- А лма ты: Са на т, 1998. -192с.

10. Ра зра ботка  и созда ние  композиционной ве троэле ктроге не ра торной уста новки с дифузором: отчёт о НИОКР, Рук. Ба йша гиров Х.Ж. /КГУ им. Ш. Уа лиха нова  МОН РК. - Кокше та у, 2004г.- 91 с.- ГР 0105 РК 0008.- Инв. № 0205РК00068.

11. Те хниче ское  пре дложе ние  по созда нию ра циона льной ве троэне рге тиче ской уста новки из композитов: отче т о НИОКР. Рук. Ба йша гиров Х.Ж. /КГУ им. Ш. Уа лиха нова  МОН РК. - Кокше та у, 2010г.- 114 с.- ГР 0108 РК 00268.

12. Созда ние  моде льного прототипа  композиционной ве троэне рге тиче ской уста новки с диффузором (ВЭУД): отче т о НИОКР. Рук. Ба йша гиров Х.Ж. /КГУ им. Ш. Уа лиха нова  МОН РК. - Кокше та у, 2012г.- 117 с.- ГР 0112 РК 01562. –Инв. № 0212РК02814.

13. Ба йша гиров Х.Ж., Ка римба е в Т.Д., Е рма га нбе това  С.К., Ома ров Б.М. и др. Созда ние  те хниче ского прототипа  композиционной ве троэне рге тиче ской уста новки с диффузором (ВЭУД) //Отче т о НИОКР. /КГУ им. Ш. Уа лиха нова  МОН РК. - Кокше та у, 2018г.- 73 с.- ГР 0118 РК 00949.

14. Да линге р, В.А . Проф.орие нтирова нные  за да чи по ма те ма тике . Омск: ООО ИПЦ

«Сфе ра », 2007. -60 с.

15. Двухкомпоне нтна я те ория упругости не однор. сре ды. Х.Ж. Ба йша гиров, Ка римба е в Т.Д.

Қа ра ға нды, 2016.-270 с.

УДК 620:327

ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИКА: ТОЧКИ БИФУРКАЦИИ, СЦЕНАРИИ РАЗВИТИЯ

Басок Б.И.

Институт технической теплофизики Национальной академии наук Украины, г. Киев, basok@ittf.kiev.ua

С середины ХХ века заметно усилилась тенденция повышения глобальной приземной температуры [1] (рис. 1) - одного из показателей климатической системы Земли, что стало предметом научных и социально-общественных дискуссий и обсуждений на международных форумах и породило общественное движение противников антропогенного (техногенного), по их мнению, влияния на климат. Приведены на рис. 1 прогнозные модели АR5, лежащие в основе выводов межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, последний отчет 2014), представляют физически обоснованный диапазон возможных ростов глобальной температуры в течение следующих нескольких десятилетий. Это явление глобального потепления было объяснено усилением парникового эффекта в результате повышения в атмосфере Земли концентрации так называемых «парниковых» газов (CO2, CH4, N2O, O3 и др., рис. 2, [2]).

Программы борьбы с глобальным потеплением и/или адаптации к потеплению, обсуждение систем торговли квотами на выбросы парниковых газов, национально-определенных планов по сокращению выбросов порождают в обществе тревоги, протесты «зеленых» и влияют на мировую и региональную политику и, безусловно, на экономику, включая энергетику, которая вносит основной вклад в выброси CO2. Глобальное потепление и климат как таковой стали рассматриваться как проблема физики и геополитики. Организация Объединенных Наций, научные организации и