بررسي عددي عملكرد يك توربين عمودي جزر و مدي آزمايشگاهي در حوزه خليج فارس

فاقد عنوان لاتين

در اين مقاله يك توربين جزر و مدي عمودي آزمايشگاهي شامل 3 پره متناسب با شرايط منطقه خليج فارس در نظر گرفته شد. با استفاده از امكانات مركز محاسبات سريع دانشگاه هرمزگان بررسي عملكرد عددي سه بعدي جريان غيرقابل تراكم انجام گرديد. از الگوريتم گسسته سازي مرتبه دوم بالادست براي حل معادلات توربولانسي، فشار و مومنتوم و از الگوريتم SIMPLE براي كوپل كردن سرعت و فشار در معادلات ناوير استوكس استفاده شده است. براي محاسبه و شبيه سازي جريان تراكم ناپذير از مدل توربولانسي SST k-ω و حلگر مبتني بر فشار استفاده شده است. ضرايب مومنتوم و توان محاسبه شده با نتايج آزمايشگاهي مقايسه گرديده است. اين نتايج با حداكثر خطاي نسبي 14 درصد تطابق خوبي با نتايج آزمايشگاهي را داراست. همچنين كانتورهاي فشار و سرعت در اطراف پره هاي توربين، جدايش و گردابه ها را در قسمت مكش نشان ميدهد كه با افزايش نسبت سرعت نوك به سمت انتهاي پره حركت مي كند. باتوجه به محدوده سرعت آب در منطقه خليج فارس، نسبت سرعت نوك حدود 1 از راندمان خوبي برخوردار است.

In this paper an experimental vertical tide turbine suitable for Persian Gulf region has been considered. An incompressible three dimensional numerical approach has been performed to investigate the performance of the turbine using the high speed computational facilities lab at Hormozgan University. An upwind discretization second order scheme has been applied for solving turbulence, pressure and momentum equations, respectively, using SIMPLE algorithm in the Navier-Stokes equations. The turbulence model in this work is SST-k-ω. The computed momentum and power coefficients have been compared against the experimental data. The predicted results revealed good agreement with the experimental data with a maximum relative error of 14 percent. In addition, the pressure and velocity contours have been presented. Results shows that the separation regions and vorticities on the suction side of the blades are moving toward the tail of the blades as the tip speed ratio increases. According to the flow velocity in the Persian Gulf region, a tip speed ratio around one provides a good efficiency.