31383

بهبود آيروديناميكي توربين باد عمودمحور

ارشد

مهندسي مكانيك_ تبديل انرژي

1400

1403/07/09

دكتر مهدي مقيمي_ دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

/

مهندسي مكانيك

توربين باد يكي از تجهيزاتي است كه استفاده از آن در سال‌هاي اخير به دليل حركت بشريت به سمت استفاده از منابع پاك رونق فراواني گرفته و در دو نوع كلي عمود محور و افق محور موجود است. توربين‌هاي باد عمود محور، به دو دسته برآ پايه (داريوس) و پسا پايه (ساونيوس) تقسيم مي‌شوند كه در پژوهش حاضر، به بررسي رفتار آيروديناميكي توربين باد عمودمحور از نوع برآ پايه و بررسي تحقيقات صورت گرفته در اين زمينه پرداخته شده است. هدف از پژوهش حاضر، بهبود آيروديناميكي توربين باد عمودمحور از نوع داريوس است. در اين مسير، پس از صحت‌سنجي نتايج حل عددي با نتايج تجربي مقاله مرجع، پارامترهاي مهم در عملكرد اين نوع توربين تغيير خواهند يافت تا با ايجاد داده‌هاي مورد نياز، فرآيند انتخاب بهترين حالت، ممكن شود. جهت ايجاد فضايي از داده‌ها و اطلاعات مورد نياز، 16 آزمايش به روش تاگوچي با 5 پارامتر تعداد پره توربين، زاويه نصب پره، مقياس ايرفويل پره، تعداد پره‌هاي راهنما و زاويه نصب پره‌هاي راهنما كه هر كدام از اين پارامترها در اين آزمايش، 4 مقدار مختلف را شامل خواهند شد، طراحي شده است. پس از استخراج گشتاور توربين باد و محاسبه ضريب توان هر يك از اين 16 حالت، بهترين حالتي كه در آن، توربين باد داراي بيشترين ضريب توان است، توسط برازش منحني مناسب و بهينه‌سازي آن مشخص خواهد شد. در اين حالت (بهينه‌سازي شده)، شامل 5 پره، 6 ديواره راهنما، مقياس ايرفويل برابر 5/1، زاويه نصب پره و ديواره راهنما به ترتيب برابر 01010/0- و 1212/32 درجه است كه ضريب توان برابر 698/0 خواهد شد. اين در حالي است كه توربين باد بدون بهينه‌سازي، قادر به ارائه ضريب توان به اندازه 106/0 خواهد بود و بهينه‌سازي آن، افزايش حدود 6/6 برابري ضريب توان را نشان مي‌دهد.

1403/08/05

Aerodynamic Improvement of Vertical Axis Wind Turbine (VAWT)

9/30/2025 12:00:00 AM

Vertical-Axis Wind Turbines (VAWTs) have gained popularity due to the global shift towards renewable energy sources. Among these, the Darrieus turbine is categorized into two main types: lift-based (Darrieus) and drag-based (Savonius). This study aims to enhance the aerodynamic performance of the Lift-based Darrieus turbine. The research involves validating numerical simulation results against experimental data from a reference article. Key performance parameters of the turbine will be modified to gather necessary data for optimizing its design. To achieve this, a series of 16 experiments will be conducted using the Taguchi method, focusing on five parameters: the number of blades, blade installation angle, airfoil scale, number of guide blades, and guide blade installation angle. Each parameter will take on four different values. After calculating the torque and power coefficient for each configuration, the optimal setup characterized by maximum power coefficient will be identified through curve fitting and optimization techniques. In this (optimized) mode, it includes 5 blades, 6 guide walls, the airfoil scale is equal to 1.5, the installation angle of the blade and the guide wall is -0.01010 and 32.1212 degrees, respectively, which makes the power factor equal to 0.698 became. Meanwhile, the wind turbine without optimization will be able to provide a power factor of 0.106, and its optimization shows an increase of about 6.6 times the power factor.

توربين باد , عمودمحور , بهبود عملكرد , انرژي تجديدپذير , انرژي نو , داريوس

Wind Turbine , Vertical Axis , Performance Improvement , Renewable Energy , New Energy , Darius

Hossein Asgari

Dr. Mahdi Moghimi_ Dr. s. Mostafa Hosseinalipour