تحلیل آیرودینامیکی یک توربین بادی محور افقی 660 کیلوواتی به روش المان مرزی

یکی از چالش های اصلی در پروسه طراحی توربین های بادی، تحلیل آیرودینامیکی آن در مرحله طراحی اولیه بوده کهبه دلیل پیچیدگی هندسی پره توربین، این مرحله مستلزم وقت، زمان و هزینه زیادی است. روش عددی المان مرزیبه دلیل تولید شبکه سطحی بر روی سطح جسم به عنوان یک روش کارا در تحلیل سه بعدی اشکال پیچیدهآیرودینامیکی بوده که می تواند به عنوان یک کد سریع محاسباتی در یک پروسه طراحی استفاده شود. در مقالهحاضر توربین بادی 660 کیلوواتی محور افقی وستاس با طول پره 2203 متر و طول وتر بیشینه 2.0785 متر کههم اکنون در نیروگاه بادی بینالود در حال بهره برداری است، به روش المان مرزی مورد تجزیه و تحلیل آیرودینامیکیقرار گرفته است. برای این منظور میدان جریان مربوطه سه بعدی، پتانسیل و غیر قابل تراکم در نظر گرفته شده است.با انجام شبیه سازی عددی حاضر توزیع فشار، نیروها و گشتاورهای وارد بر پره و نحوه توزیع آن در شرایط کارکردتوربین استخراج شده و نتایج بدست آمده با منحنی های واقعی کارکرد توربین مذکور مورد مقایسه قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد هرچند این روش اطلاعاتی از وضعیت و اثرات جدایش لایه مرزی روی پره به دلیل در نظر نگرفتناثرات لزجت در اختیار قرار نمی دهد ولی توزیع فشار را با دقت مناسبی در حالت هایی که جدایش لایه مرزی وجودندارد پیش بینی می نماید. از آنجائیکه تحلیل جریان پیچیده سه بعدی حول روتور توربین با استفاده از روش المانمرزی در مقایسه با سایر روش های عددی متداول نیازمند تلاش محاسباتی بسیار پایین تری بوده، چنین ابزاریمی تواند در عین داشتن دقت مناسب از کارایی بسیار بالایی در طراحی و تجزیه و تحلیل آیرودینامیکی توربین هایباد برخوردار باشد.

کلیدواژه ها:

توربین بادی ، تحلیل آیرودینامیکی ، روش المان مرزی ، جریان پتانسیل ، ضرایب آیرودینامیکی