بررسی اثر گردابه ها بر راندمان توربین باد محور عمودی

انرژی باد می تواند به عنوان گزینه ای پایان ناپذیر و برای تامین مصارف بشر مورد استفاده قرار گیرد. توربین های بادی راه حل امید بخشی را برای مناطق دور از شبکه عرضه می کنند. توربین داریوس یکی از انواع توربین ها است که اگر با شناخت ویژگی های آن مورد استفاده قرار گیرد می تواند موثرتر از دیگر انواع آن باشد. مکانیزم دینامیکی پیچیده جریان در اطراف این ماشین باعث شده مساله بهینه سازی آیرودینامیکی آن هنوز یک مساله باز باقی بماند. مدل های آیرو دینامیکی از بررسی جدایش گردابه ها و در نتیجه پدیده های واماندگی دینامیکی و برخورد گردابه های جدا شده با تیغه ها ناتوان است. در این مقاله به بررسی پدیده هایی که باعث کاهش توانایی روش های آیرو دینامیک شده اند، پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف تحلیل عددی رفتار آیرودینامیکی توربین داریوس سه پره، در زوایای مختلف قرارگیری در سرعت باد ثابت 7 متر بر ثانیه، در دو حالت λ برابر با 0.5 و 5 مورد بررسی قرار گرفته تا شرایط در هر دو حالت اثرات اولیه و ثانویه مورد بررسی قرار گرفته شده باشند. نتایج نشان می دهد در λ برابر با 0.5 جدایش شدیدتر است و گردابه های بیشتری جدا می شوند، این گردابه ها در نیمه پایین دست با تیغه دوباره برخورد میکنند که موجب کاهش گشتاور تولیدی روتور می شود. با بالا رفتن سرعت روتور تا λ برابر با 5 زاویه حمله نسبی کاهش می یابد و گردابه های کمتری بوجود می آید که این خود باعث افزایش راندمان توربین خواهد شد. در این مقاله سعی شده با به کار بردن معادلات روش های آیرودینامیکی درک بهتری از نتایج cfd و علل پدیده ها بدست آید.