شبيه سازي عددي جريان آشفته حول توربين بادي كم توان و بررسي اثر تغييرات سرعت بر بارگذاري روي پره

Numerical Simulation of Turbulent Flow around Low Power Wind Turbine and Studying about Effects of Velocity Variations on Blade Loading

به دليل رشد روز افزون مصرف الكتريسيته نياز به بهره برداري هر چه بيشتر از منابع تجديد پذيرمانند انرژي باد، خورشيد، زمين گرمايي و... بيشتر حس مي شود. بهره¬برداري از منابع بادي به سرعت در جهان رو به افزايش بوده كه مبني بر صرفه اقتصادي و كارايي توربين هاي بادي مي‏باشد. توربين هاي بادي به دو دسته محور عمودي و محورافقي تقسيم شده كه دسته دوم به دليل قدرت بيشتر بسيار رايج است. به وضوح اين توربين¬ها نمي توانند تمامي انرژي باد را دريافت كنند از اين رو طراحي توربين¬هاي با بازده بالا بسيار مهم است. هزينه بربودن بررسي وتست در تونل باد با توجه به ابعاد و اندازه، نياز به انجام اصلاحات و بالا بودن زمان ساخت، روش هاي ديناميك سيالات محاسباتي با دقت مناسب، سرعت بالا، هزينه پايين مورد توجه بيشتري قرار مي گيرد. در اين پژوهش از روش عددي براي شبيه¬سازي جريان حول توربين باد توان پايين استفاده شده¬است. شبكه مورد استفاده براي اين شبيه¬سازي به صورت تركيبي بوده بدين صورت كه در اطراف پره از شبكه باسازمان و در فواصل دور از آن از شبكه بي سازمان استفاده شده ‏است. براي كاستن از هزينه محاسباتي و بالا بردن سرعت از روش دستگاه مختصات دوراني به صورت نيمي از حجم كنترل با شرط مرزي پريوديك استفاده و شرايط پايا در نظر گرفته شده ‏است. به منظور مدل سازي جريان آشفته از مدل k-ω-sst استفاده شده است. به منظور صحت سنجي مدل توسعه يافته، نتايج حاصل با داده هاي آزمايشگاهي مقايسه شده است. در نهايت شبيه سازي در دو سرعت 7و10 متر بر ثانيه انجام شده و ميزان گشتاور حاصل از شبيه سازي با داده هاي تونل باد مقايسه شده اند.

Numerical Simulation of Turbulent Flow around Low Power Wind Turbine and Studying about Effects of Velocity Variations on Blade Loading