طراحی آیرودینامیکی یک توربین بادی 25 کیلوواتی با استفاده از روش المان مرزی

طراحی و تحلیل آیرودینامیکی روتور یک توربین بادی 25 کیلوواتی در چهار قسمت بررسی شده است. ابتدا یک ایرفویل جریان آرام برای پره‏های توربین بادی محور افقی با استفاده از برنامه اپلر طراحی شده است. سپس ایرفویل طراحی شده با استفاده از روش حجم محدود توسط نرم‏افزار فلوئنت تحلیل شده است. مقایسه میان نتایج به‏دست آمده از برنامه اپلر و روش حجم محدود، مطابقت خوبی را در محدوده لامینار باکت نشان می‏دهد. بعد از طراحی ایرفویل، هندسه پره توربین با استفاده از تئوری مومنتوم المان پره تعیین شده است. علاوه بر آن، میزان تغییر زاویه گام پره برای کنترل توان توربین در سرعت‏‏های بالا، محاسبه شده است. در مرحله بعد، میدان جریان پتانسیل اطراف روتور با استفاده از روش المان مرزی ارزیابی شده است. یک شرط کوتای سه‏بعدی جدید پیشنهاد شده که پیوستگی فشار در لبه فرار را تضمین می‏کند. پس از آن، جریان پیچیده سه‏بعدی اطراف روتور با استفاده از برنامه فلوئنت، شبیه‏سازی شده است. در انتها، کارایی تئوری مومنتوم المان پره و روش‏های المان مرزی و حجم محدود با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج به‏دست آمده نشان می‏دهد که تئوری مومنتوم المان پره و روش المان مرزی برای طراحی و تحلیل آیرودینامیکی توربین‏های بادی، کارایی بهتری دارند. به‏علاوه، توربین طراحی شده قادر به تأمین توان مورد نظر است.