مطالعه عددی اثر ترکیب توربین های محور عمودی داریوس ساوونیوس و تاثیر آن بر گشتاور تولیدی

هرچند که توربین داریوس نسبت به بقیه توربین‌های محور عمودی دارای بازده بالاتری است. اما گشتاور پایین این توربین ها در هنگام شروع به حرکت باعث می‌شود که این توربین ها شروع به حرکت خودکار نداشته باشند. در این مقاله به بررسی عددی و شبیه‌سازی دو بعدی یک توربین محور عمودی داریوس از نوع h روتور با شعاع 51.5 cm و با سه پره ایرفویلی شکل با مقطع naca0021 در نرم افزار فلوئنت پرداخته شده است. از آنجا که توربین‌های از نوع ساوونیوس دارای گشتاور اولیه بالایی هستند در این تحقیق برای رفع مشکل راه اندازی، یک توربین ترکیبی داریوسساوونیوس طراحی شده است که در آن توربین ساوونیوس به صورت هم محور با توربین داریوس به آن متصل شده است. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که استفاده از یک توربین ساوونیوس با قطر d=24 cm بدون همپوشانی پره‌‌ها، در سرعت‌های زاویه‌ای زیر 25rad/s باعث افزایش 50 درصدی گشتاور اولیه توربین ترکیبی نسبت به توربین داریوس شده است. در سرعت‌‌های زاویه‌ای بالاتر، حذف توربین ساوونیوس منجر به افزایش راندمان توربین خواهد شد.

Numerical Study of DarrieusSavonius Wind Turbine in order to Improve Aerodynamic Performance of Darrieus Turbine

Comparing various kind of vertical axis wind turbines, Darrieus has the highest efficiency; however, this sort of turbine has selfstart problem owing to its low starting torque. In this paper, a 2D numerical model was employed to simulate an Htype Darrieus turbine with the radius of 51.5 cm and three blades of NACA0021 airfoil in FLUENT. Since the Savonius turbines have high starting torque, in this research, a combined DarrieusSavonius turbine is designed in order to figure this problem out. The Savonius turbine is attached to the Darrieus turbine axis. Results showed that at angular velocities lower than 25 rad/s, using a Savonius rotor with 24 cm diameter, whitout overlap of blades, increases the starting torque of the combined DarrieusSavonius turbine for 50%, in comparison with simple Darrieus turbine. At higher angular velocities, removing the Savonius turbine leads to a rise in the efficiency of the wind turbine.