بررسی اثر کنترل فعال جریان بر عملکرد توربین باد محور افقی 100 کیلووات

در این مقاله اثر عملگر پلاسما تخلیه سد دی الکتریک روی کنترل جدایش جریان اطراف مقطعی از پره توربین باد محور افقی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، شبیه‌ سازی ‌های عددی دو بعدی با وجود عملگر پلاسما با استفاده از مدل الکترواستاتیک ارتقاء‌ یافته در شرایط عملکردی و زوایای حمله مختلف انجام گرفته و سپس با استفاده از روش سطح پاسخ یک مدل ریاضی صریح که تاثیر پارامترهای موثر بر ضرایب آیرودینامیکی را در بر گیرد استخراج شده است. کوچک شدن ناحیه جدایش، در اثر تزریق مومنتم حاصل از فعال سازی عملگر پلاسما مشاهده شد. مدل ریاضی بدست آمده دارای اعتبار بسیار مناسبی بوده و نشان می ‌‌دهد که اندرکنش معناداری میان پارامترهای عملگر و زاویه حمله وجود دارد. در انتها کدی به زبان متلب جهت پیاده سازی روش مومنتوم المان پره توسعه یافته و تغییر توان خروجی مکانیکی توربین باد تلوس 100 کیلووات در اثر فعال سازی عملگر پلاسما مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاکی از عدم تاثیر عملگر بر توان خروجی، در سرعت راه اندازی تا سرعت 10 متر بر ثانیه و افزایش تا حدود 11 درصدی توان در سرعت 11 تا 16 متر بر ثانیه است.

investigation of active flow control effect on performance of 100 kw horizontal axis wind turbine

in this paper dielectric barrier discharge plasma actuator effect on flow separation of a horizontal axis wind turbine blade section were studied. firstly, two dimensional flow simulations of plasma actuator with improved electrostatic model were performed in various operational conditions and angle of attacks. then, an explicit response surface mathematical model was derived for the effect of variables on aerodynamic coefficients. separation zone shrinkage was observed as a consequence of momentum injection from plasma actuation. the mathematical model has an acceptable validity and shows the significant interaction between parameters. finally, a matlab code was developed to implement blade element momentum method and evaluate the mechanical output power of tellus 100 kw wind turbine with actuator operation. the results indicate no significant effect on output power for cut-in to 10 m/s wind speeds and an increase of about 11 percent for 11 to 16 m/s speeds.