25874

مدل سازي و بهبود عملكرد توربين محور عمودي داريوس نوع H با استفاده از روش CFD

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك - تبديل انرژي

1400/08/24

دكتر سپهر صنايع

مهندسي مكانيك

توربين بادي محور عمودي داريوس به علت داشتن مزايايي از قبيل عدم وابستگي به جهت جريان باد و قابليت نصب با ارتفاع كمتر نسبت به ساير توربين ها مورد توجه قرار گرفته است و از اين رو تلاش هاي زيادي جهت بهبود عملكرد و افزايش توان خروجي اين توربين انجام شده. در اين پژوهش عملكرد توربين داريوس با استفاده از CFD دو بعدي، شبكه عصبي و به كارگيري آناليز اعداد بي بعد بررسي مي شود. اين رويكرد منجربه كاهش حالات شيبه سازي و صرفه جويي در حجم محاسبات عددي مي شود، در ادامه به معرفي ساختار جديدي از توربين داريوس كه در دو شعاع متفاوت كار مي كند پرداخته مي شود اين ساختار با افزايش دامنه كاري توربين قابليت بهبود توان توليدي در بازه‌ وسيع‌تري از سرعت را دارد همچنين به كارگيري توربين پيشنهادي به علت وجود اختلاف فاز بين دو روتور باعث يكنواخت تر شدن توان توليدي و جلوگيري از حالت ضربه اي كه طبيعت توربين داريوس است مي شود. جهت ارزيابي اين توربين عملكرد آن براي يك مورد مطالعاتي با هدف دستيابي به بيشينه ضريب توان در طول ساعات يك سال بررسي شد. نتايج حاكي از آن بود كه توربين با نسبت شعاعي 88/0 حائز بيشترين ضريب توان است. مقايسه نتايج نشان دادند كه طرح توربين ارائه شده مي‌تواند تا حداكثر 53/12 درصد انرژي ماهيانه دريافتي را نسبت به يك توربين معمولي افزايش دهد.

1400/09/22

Modeling and improving the performance of Darrius H-type vertical axis turbine by using of CFD method

11/15/2022 12:00:00 AM

Darrius vertical axis wind turbine has been considered due to its advantages such as no dependence on wind direction and the ability to install at a lower height than other turbines. therefore many efforts have been made to improve the performance and increase the output power of this turbine. In this research, the performance of Darrius turbine is investigated by using of two-dimensional CFD, neural network and dimensionless numbers analysis. This approach reduces the volume of numerical calculations during the simulation process. In the following a new configuration of Darius turbine introduced which operate in two different radius. This configuration able to improve the power coefficient by increasing the operational range of the turbine Also the phase difference between the two rotors lead to more uniform power generation and prevents from impact mode which is nature of Darrius turbine. In order to evaluate this turbine, its performance was studied for a case study with the aim of achieving the maximum power coefficient during one year. results showed that the turbine with a radial ratio of 0.88 provide the highest amount of power coefficient and this increment in power can reach to 12.53% per month.

توربين محور عمودي داريوس , ديناميك سيالات محاسباتي , آناليز ابعادي , عملكرد آئروديناميكي

Darrieus vertical axis turbine , computational fluid dynamics (CFD) , dimensional analysis , Aerodynamic performance