نام پژوهشگر: پویا طبیبی
پویا طبیبی مرتضی بهبهانی نژاد
در پژوهش حاضر توربین بادی 660 کیلوواتی محور افقی وستاس با طول پره 3/22 متر و طول وتر بیشینه 0785/2 متر که هماکنون در نیروگاه بادی بینالود در حال بهره برداری است، به روش المان مرزی در دو حالت پایا و ناپایا مورد تجزیه و تحلیل آیرودینامیکی قرار گرفته است. برای این منظور با استفاده از هندسه نقاط روی پره که از روی نمونه واقعی اسکن شده است، مدل هندسی پره با استفاده از نرمافزار کتیا ایجاد شده است. برای شبیهسازی میدان جریان به روش المان مرزی، با فرض عدم لزجت و جریان پتانسیل، معادله انتگرال مرزی مربوطه حل شده است. به منظور مدلسازی دنباله پشت پره، یک الگوی مارپیچی صلب استفاده شده که با فیزیک واقعی دنباله مطابقت میکند. حل عددی در حالت ناپایا بر اساس روش گامبندی زمانی بوده که در هر مرحله دنباله پره طبق یک الگوی صلب گسترش و توسعه یافته و تأثیرات آن در هر مرحله در محاسبات اعمال میشود. به منظور شبیهسازی دقیقتر میدان جریان، الگوریتم برنامه قابلیت اعمال تغییرات آنی سرعت را دارد؛ در نتیجه شرط مرزی در طی زمان تغییر میکند. برنامه محاسباتی ارائه شده ضرایب و کانتورهای فشار، نیروهای آیرودینامیکی، گشتاور و توان خروجی توربین را در دو حالت پایا و ناپایا محاسبه و نمایش میدهد. با استفاده از نحوه تغییرات توان با سرعت باد، منحنی عملکردی توربین حاضر استخراج شده است. مقایسه نتایج تجربی عملکرد توربین با مقادیر عددی، نشاندهنده کارایی بالای روش المان مرزی در تحلیل آیرودینامیکی توربینهای بادی است. همچنین، نتایج نشان میدهد تحلیل جریان پیچیده سهبعدی حول چرخانه در حالت ناپایا به مراتب الگوی کاملتری نسبت به حالت پایا ارائه میدهد.