بررسي اصول و شبيه‌سازي عددي عملكرد توربين باد ساحلي و فرا ساحلي در حالت ناپايا

فاقد عنوان و چكيده لاتين

با توجه به نقش بسزاي توربين‌هاي بادي در توليد انرژي از باد به عنوان يكي از منابع انرژي تجديد پذير، بررسي عملكرد اين توربين‌ها در دو حالت پايا و ناپايا ضروري مي‌باشد. يكي از ابزارهاي بسيار كارآمد در اين زمينه روش ديناميك سيالات محاسباتي و يكي از حالات بسيار مهم در عملكرد توربين‌ها حالت ناپايا مي‌باشد. در اين پژوهش عملكرد هيدروديناميكي دو نوع توربين باد ساحلي و فراساحلي در حالت ناپايا و با استفاده از روش ديناميك سيالات محاسباتي مورد بررسي قرار گرفته است. مدل‌هاي توربولانسي SST k-ω و شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگ به ترتيب براي توربين باد محور افقي ساحلي و فراساحلي استفاده گرديده است. نتايج سه بعدي حاصل از شبيه‌سازي با نتايج تجربي مقايسه و مورد صحت سنجي قرار گرفته است كه تطابق مناسب نتايج نشان دهنده صحت روش و فرضيات مورد استفاده است. ميانگين خطا در توربين ساحلي در پارامتر توزيع فشار در سرعت باد 7 متر بر ثانيه در تمامي مقاطع پره توربين در حدود 5 درصد مي باشد همچنين ميزان اختلاف در گشتاور توربين فرا ساحلي در سرعت باد 9 متر بر ثانيه كمتر از 3 درصد خواهد بود. همچنين اثرات نوك پره بر روي ايجاد و گسترش گردابه‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهند كه با افزايش تعداد پره‌ها مقدار گشتاور و همچنين گردابه‌هاي ناشي از نوك پره روتور افزايش خواهد يافت. همچنين با افزايش سرعت باد توان مكانيكي و نيروي پيشرانه به‌صورت تدريجي افزايش پيدا كرده و توزيع فشار بر روي سطوح به علت شدت توربولانسي نامرتب خواهد شد.