شماره ركورد
34536
پديد آورنده
فرناز بختياري
عنوان
اثر نوسانات سرعت باد روي عملكرد توربين بادي محور افقي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي سيستمهاي انرژي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/06/27
استاد راهنما
دكتر سيد مجتبي ميرحسيني
استاد مشاور
/
دانشكده
فناوريهاي نوين
چكيده
در اين پژوهش اثرات جريان باد پايا و شبه ناپايا بر توان خروجي و عملكرد آيروديناميكي يك توربين بادي محور افقي مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا طراحي اوليه در شرايط جريان باد پايا انجام شد و سپس مدلسازي نوسانات سرعت باد در شرايط جريان باد شبه ناپايا از طريق تعريف يك تابع توليد كننده اعداد تصادفي، امكان پذير شد. شدت توربولانس مربوط به منطقهاي خاص در كنار دو شدت توربولانس ديگر براي بررسي انتخاب شدند. نتايج نشان داد كه توان خروجي در شرايط شبه ناپايا كمتر از شرايط پايا است. تفاوت در توان خروجي در بالاترين شدت آشفتگي مورد مطالعه، قابل توجه و تقريباً 3/4 درصد بود. مقايسه درصد اختلاف بين حداكثر و حداقل ضريب توان در شرايط شبه ناپايا نسبت به ضريب توان اوليه در شرايط پايا، نشان داد كه تأثير نوسانات سرعت باد در نواحي ريشه و نوك پره بيشتر است. در اين مطالعه از هفت ايرفويل استفاده شد. با استفاده از حالتهاي مختلف به كارگيري يك نوع ايرفويل يا تركيبي از 2 تا 7 ايرفويل در طول پره بهترين تركيب كه كمترين تأثير نوسانات سرعت باد را به همراه داشت، به دست آمد. همچنين مشاهده شد كه براي به حداكثر رساندن ضريب توان، استفاده از ايرفويل RISØ-A1-18 از ريشه تا نوك پره، بهترين گزينه است و سپس استفاده از تركيب ايرفويلهاي RISØ-A1-24، DU 93-W-210 و RISØ-A1-21 با ترتيب به كارگيري مشخص، بهترين گزينه بعدي است. در بخش دوم اين مطالعه در مورد سه ايرفويل RISØ-A1-18، S814 و DU 93-W-210 كه با توجه به نتايج بخش اول، در هر دو حالت جريان باد پايا و شبه ناپايا، هر كدام در خانواده خود توان بيشتري را توليد ميكنند؛ بهترين مكان براي خطي سازي بهينه وتر و پيچش، از نتايج مطالعات پيشين استخراج شد و پس از خطي سازي كردن، اثر نوسانات سرعت باد در شرايط جريان باد شبه ناپايا بر روي توان خروجي و عملكرد آيروديناميكي يك توربين بادي محور افقي مورد بررسي قرار گرفت.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/28
عنوان به انگليسي
Effect of wind speed fluctuations on the performance of horizontal axis wind turbine
تاريخ بهره برداري
9/18/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
فرناز بختياري
چكيده به لاتين
In this study, the effects of steady and quasi-unsteady wind flow on the output power and aerodynamic performance of a horizontal-axis wind turbine were investigated. First, the preliminary design was carried out under steady wind flow conditions, and then the modeling of wind speed fluctuations under quasi-unsteady wind flow was made possible by defining a random number–generating function. The turbulence intensity corresponding to a specific region, along with two other turbulence intensity levels, were selected for investigation. The results showed that the output power under quasi-unsteady conditions is lower than that under steady conditions. The difference in output power at the highest turbulence intensity studied was significant and was approximately 3.4%. A comparison of the percentage difference between the maximum and minimum power coefficient under quasi-unsteady conditions relative to the initial power coefficient under steady conditions indicated that the effect of wind speed fluctuations is greater in the blade root and tip regions. In this study, seven airfoils were used. By employing different configurations using a single type of airfoil or combinations of 2 to 7 airfoils along the blade span the optimal configuration with the least sensitivity to wind speed fluctuations was identified. It was also observed that, to maximize the power coefficient, using the RISØ-A1-18 airfoil from the blade root to the tip is the best option, followed by a specific combination of the RISØ-A1-24, DU 93-W-210, and RISØ-A1-21 airfoils as the next best alternative. In the second part of this study, three airfoils RISØ-A1-18, S814, and DU 93-W-210 which, based on the results of the first part, produce higher power within their respective families under both steady and quasi-unsteady wind flow conditions, were selected. The optimal locations for linearization of chord length and twist were extracted from previous studies. After applying the linearization, the effects of wind speed fluctuations under quasi-unsteady wind flow conditions on the output power and aerodynamic performance of a horizontal-axis wind turbine were investigated.
كليدواژه هاي فارسي
توربين بادي محور افقي , جريان باد شبه ناپايا , روش ممان المان پره , شدت توربولانس , نوسانات سرعت باد , ضريب توان , خطي سازي
كليدواژه هاي لاتين
Horizontal axis wind turbine , quasi-unsteady wind flow , blade element momentum theory , turbulence intensity , wind speed fluctuations , power factor , linearization
Author
Farnaz Bakhtiari
SuperVisor
Dr. Seyed Mojtaba Mir hosseini