بهینه‌سازی عددی هندسه هیدروفویل یک پره توربین هیدرولیکی داریوس به کمک شبکه بندی دینامیکی و روش طراحی مرکب مرکزی

در این پژوهش، یک توربین هیدرولیکی داریوس مبنا برای کاربردهای تولید توان انتخاب و هندسه هیدروفویل به کار رفته به عنوان پره در آن با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی که از زیر مجموعه‌های روش سطح پاسخ می‌باشد، جهت افزایش ضریب تورک بهینه‌سازی شده است. بدین منظور با ثابت نگه داشتن تمامی فاکتورهای عملکردی توربین، با استفاده از منحنی پارسک شکل هیدروفویل پارامتری می‌شود و ضریب تورک توربین به عنوان تابعی از پارامترهای منحنی پارسک توصیف کننده شکل هیدروفویل با روش طراحی مرکب مرکزی تخمین زده می‌شود. نقاط ماکزیمم تابع حاصل، همان هندسه بهینه پره توربین می‌باشد. برای مشخص کردن ضریب تورک توربین از حل عددی گذرای دو بعدی جریان سیال تراکم ناپذیر، لزج و مغشوش به روش حجم محدود حول توربین، استفاده شده است. نتایج نشان از افزایش چهار درصدی ضریب تورک با هیدروفویل بهینه شده می دهد.

Numerical optimization of hydrofoil geometry for a Darrieus hydraulic turbine using dynamic mesh and central composite design

In this study, a Darrieus hydraulic turbine for power generation applications is chosen and the response surface methodology (RSM) based on central composite design (CCD) is applied to obtain the optimized design for its hydrofoil geometry to increase the torque coefficient. For this aim, all turbine performance factors, except hydrofoil geometry, were considered to be constant and the turbine torque coefficient was estimated as a function of hydrofoil geometry using Parsec hydrofoil function by CCD technique. Optimized geometry of the turbine blade is the maximum points of the proposed function by RSM. To determine the turbine torque coefficient, two dimensional and transient numerical simulation for incompressible fluid flow using finite volume method is considered. Results show that the optimized geometry increases the torque coefficient about four percentages.