بهینه سازی ایرفویل E387 به کار رفته در پره توربین بادی محور افقی به منظور افزایش نسبت ضریب برآ به پسا

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسندگان

1 مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار، چابهار، ایران

2 ن

چکیده

از راه‌های افزایش توان تولیدی توربین بادی، استفاده از ایرفویل‌های با نسبت ضریب برآ به پسای بالا در پره‌های توربین بادی می‌باشد. در ایرفویل‌ها مقدار ضریب برآ و پسا علاوه بر وابستگی به زایه حمله و سرعت جریان باد عبوری از طرف ایرفویل، به هندسه و شکل ایرفویل نیز بستگی دارد. در این تحقیق پس از معرفی مفاهیم مهم در توربین‌های بادی، ایرفویل E387 انتخاب و با تغییر و بهبود هندسه ایرفویل مورد نظر، ایرفویل جدیدی طراحی شد. در ایرفویل طراحی شده، نسبت ضریب برآ به پسا به مقدار 21/14 درصد در مقایسه با مقدار همین نسبت در ایرفویل اولیه افزایش پیدا کرده است و بیشترین مقدار نسبت ضریب برآ به ضریب پسا برای ایرفویل اولیه در زاویه 5/2 درجه برابر 124 و برای ایرفویل جدید طراحی شده این مقدار در زاویه 4 درجه برابر با 142 بوده و در انجام محاسبات و طراحی صورت گرفته در این تحقیق از نرم افزار Q-Blade که با استفاده از مدل‌های مومنتم و الگوریتم صحیح، شبیه ‌سازی را انجام و پارامترهای مورد نیاز طراحی را با مدل CMDMS تغییر می‌دهد که برای این کار از یک مدل مومنتم دو مرحله‌ای برای شبیه‌ سازی آیرودینامیک توربین بادی استفاده می‌کند.استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها


- مراجع
[1] R. Firdaus, T. Kiwata, T. kano, K. Nagao, Numerical and experimental studies of a small vertical axis wind turbine with variable – pitch straight blades, Journal of Fluid Science and Technology, 10(1), JFST0001- JFST0001, 2015.
[2] M. zamani, S. Nazari, S. A. Moshizi, M. J. Maghrebi, Three dimensional Simulation of J-shaped Darrieus vertical Axis wind turbine, Renewable Energy, 116, Part1, 1243-1255, 2016.
[3] K. Hoe Wonga, W. Tong Chonga, N. Liana Sukiman, S. Chew poh, Y. Shiah, C. Tsan Wang, Performance enhancements on vertical axis wind turbines using flow augmentation systems: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, (73), 904- 921, 2017.
[4] D.E. Berg, Structural Design of the Sandia 34-Meter vertical-axis Wind Turbine, Report SAND84-1287, 1985.
[5] P. Fuglsang & K.  Thomsen, “Cost Optimization of Wind Turbines for Large Scale Offshore Wind Farms”, Tech. Rep. Risø-R-1000(EN), Risø National Laboratory, Roskilde, 1998.
[6] E.  Benini & A, Toffolo, “Optimal Design of Horizontal-Axis Wind Turbines Using Blade Element Theory and Evolutionary Computation”, Journal of Solar Energy Engineering, vol. 124, pp. 357–363, 2002.
[7] Y. Hu & S.  Rao, “Robust Design of Horizontal Axis Wind Turbines Using Taguchi Method”, Journal of Mechanical Design, vol. 133, pp. 1–15, 2011.
[8] H. Sun & S. Lee, Response surface approach to aerodynamic optimization design of helicopter rotor blade, International Journal for Numerical Methods in Engineering, vol. 64, pp. 125–142, 2005.
[9] J. Li, L. R. Li, Y. Gao & J. Huang, Aerodynamic optimization of wind turbine airfoils using response surface techniques, Proceedings of the IMECHE, Part A: Journal of Power and Energy, vol. 224, 2010.
[10] F. Grasso, Usage of Numerical Optimization in Wind Turbine Airfoil Design”, AIAA, no. 2010-4404, 2010.
[11] A. Ribeiro, A. Awruch, H. Gomes, “An airfoil optimization technique for wind turbines”, Applied Mathematical Modeling, 36, 4898-4907, 2012.
[12] M. Djavareshkian, A. Latifi Bidarouni, “An optimization of wind turbine airfoil possessing good stall characteristics by Genetic Algori thm utilizing CFD & Neural Network”, International journal of renewable energy research, Vol3, No4, October,2013.
[13] O. Martin, L. Hansel, Aerodynamic of wind turbines 2nd Ed, 2008
[14] RM, Pinkerton, The Variation with Reynolds Number of Pressure Distribution over an Airfoil Section, Technical Report No. 613, NASA, Cranfield, UK, 1938.
[15] L, Danao, A. Abuan, R. Howel, Design Analysis of a Horizontal Axis Tidal Turbine, 2016.