طراحی بهینه و مدل‌سازی عددی توربین بادی بدون پره

هدف اصلی مقاله حاضر، شبیه‌سازی عددی برداشت انرژی آیروالاستیک از نوسانات ناشی از جریان عبوری از یک تیر مرکب عمودی انعطاف‌پذیر نصب شده بر کف قرار گرفته در امتداد یک استوانه صلب با سطح مقطع دایروی، به عنوان یک پیکربندی ساده از توربین‌های بدون پره، می‌باشد.  مکانیزم اصلی برداشت انرژی در این سیستم برمبنای تکه‌ مواد پیزوالکتریک چسبانده شده در ریشه تیر الاستیک می باشد. همچنین، شبیه‌سازی و تعیین پارامترهای اصلی آئروالاستیک سیستم از طریق یک حل‌گر عددی کوپله سازه- سیال گذرا دو سویه بر مبنای روش دینامیک سیالات و جامدات محاسباتی  مد نظر می‌باشد . نتایج به دست آمده نشان می دهد که کاهش جرم استوانه از 20g به 5g، افزایش ضخامت ورق از 0.5mm به 0.8mm و افزایش مدول یانگ از 50gpa به 80gpa می تواند به ترتیب تا 90%، 70% و 90% باعث بهبود بیشینه برداشت انرژی در ناحیه قفل شدگی گردد.

optimum design and numerical modeling of a bladeless wind turbine

in this paper, a novel high-performance fiv-based aeroelastic bladeless turbine energy harvester that functions based on the piezoelectric mechanism is proposed and numerically implemented.  the harvester consists of a circular cylinder fitted at the end of a flexible wall-mounted cantilever plate equipped with a piezoelectric (pzt) patch at its root.  the three-dimensional flow field distribution of the piezoelectric-based energy harvesting system is simulated through a partitioned two-way iteratively implicit fully coupled nonlinear transient fluid structure interaction (fsi) scheme implemented in a multiphysics cfd-fem simulation framework. the obtained results show that by decreasing the mass of the cylinder from 5g to 20g, and increasing the thickness of the base from 0.5mm to 0.8mm and young’s modulus from 50gpa to 80gpa, the maximum energy harvesting in the locking zone can improve up to %90, %70, and %90 respectively.