بررسي تاثير ساييدگي پره بر عملكرد آيروديناميكي توربين بادي محور عمودي داريوس پره مستقيم

Numerical Investigation of Blade Erosion Effect on Aerodynamic Performance of Straight-Blade Darrieus Vertical Axis Wind Turbine

ساييدگي لبه‌ي حمله در پره‌هاي توربين‌ بادي محور عمودي داريوس، يكي از مسائل مهم و تاثيرگذار در عملكرد آيروديناميكي اين توربين‌ها است. در اين پژوهش، ايرفويل ساييده شده‌ي توربين بادي محور عمودي از نوع داريوس پره مستقيم به صورت عددي و دو بعدي شبيه‌سازي شده و عملكرد آيروديناميكي توربين در نسبت سرعت نوك پره‌هاي 0.5 تا 3 مورد بررسي قرار گرفته است. دو نمونه ساييدگي در لبه‌ي داخلي و خارجي لبه‌ي حمله ايجاد شده و گشتاور توليدي يك پره در يك دور كامل براي توربين با پره‌هاي سالم و ساييده شده مقايسه شده اند. نتايج نشان مي‌دهد در نسبت سرعت نوك پره‌ي كمتر از يك، ساييدگي پره در لبه‌ي خارجي تاثيري روي گشتاور توليدي آن ندارد. همچنين ساييدگي لبه‌ي داخلي ايرفويل همواره تاثير منفي در گشتاور توليدي در بالادست جريان دارد؛ اما در نسبت سرعت نوك پره بيشتر از 2، اين ساييدگي تاثيري در گشتاور توليدي در پايين‌دست ندارد.

Blade leading edge erosion of Darrieus vertical axis wind turbine (VAWT) is one the most important problems affects aerodynamic performance of the turbines. In present work, eroded airfoil of a straight-blade Darrieus VAWT is simulated two-dimensionally and its aerodynamic performance is investigated at the TSR values of 0.5 to 3. Two types of erosion at the inner and outer sides of leading edge are created and torque produced by single blade in a complete cycle for turbines with clean and eroded airfoils are compared with each other. Results show that at the TSRs of less than 1, erosion at the outer edge has no effects on turbine total torque. In addition, as about single blade torque, erosion at the inner edge consistently affects negatively torque produced in the up-stream region; but at the TSRs of more than 2, this erosion makes no effects on torque produced in the down-stream region.