شبیه‌سازی عددی و مطالعه پارامتری یک توربین بادی دوباله نوسان‌کننده

حرکت پیچشی و انتقالی همزمان یک ایرفویل در معرض جریان هوا می تواند همچون یک توربین بادی از جریان ورودی انرژی دریافت نماید. این امر در صورتی امکان پذیر است که پارامترهای موثر بر عملکرد این توربین به صورت مناسبی انتخاب شده باشند. در این تحقیق جریان غیردایم دوبُعدی حول یک توربین بادی دوباله با حرکت متقارن با استفاده از نرم افزار تجاری fluent مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور شبیه سازی حرکت پیچشی انتقالی ایرفویل نوسان کننده از شبکه ای دینامیک یا متحرک استفاده شده است. با بررسی پارامترهای مختلف هندسی، حرکتی و لزج، ضمن بررسی تاثیر هر یک از این پارامترها، نقشه راندمان دریافت انرژی در بازه گسترده ای از فرکانس ها و دامنه های پیچشی برای ایرفویل ناکا 0015 در رینولدز 4100، ترسیم شده است. نتایج مطالعه پارامتری نشان می دهد که پارامترهای مربوط به حرکت همچون دامنه حرکت انتقالی و فرکانس، تاثیر بسزایی روی عملکرد ایرفویل دارد، در حالی که پارامترهای هندسی از درجه اهمیت کمتری برخورداند. همچنین نتایج تحقیق در رابطه با ایرفویل دوباله در مقایسه با حالت تک باله نشان می دهد که استفاده از این ترکیب می تواند راندمان سیستم را تا 7% افزایش دهد و به مقدار قابل توجه 49% برساند.

Numerical Simulation and Parametric Study of an Oscillating Twin-Wing Wind Generator

An airfoil that is heaving and pitching simultaneously may extract energy from an oncoming flow, acting as a turbine. The extracting energy from a flow is possible if the effective parameter in performance of turbine is selected properly. In this study, the theoretical performance of an oscillating twinwing wind generator is investigated through unsteady twodimensional laminarflow simulations, using the commercial computational fluid dynamics code FLUENT. Computations By examining various geometric, motor, and slippery parameters and investigating the effect of each of these parameters, we present a mapping of powerextraction efficiency in the frequency and pitching amplitude domain for a NACA 0015 airfoil at a Reynolds number of 41000. Results of a parametric study show that motionrelated parameters such as heaving amplitude and frequency have a strong effect on airfoil performances, whereas geometry parameters turn out to play a secondary role. A power extraction efficiency of 49% is reached by twinwing parallel configuration. This configuration improve the efficiency by around 7% as compared to the single foil configuration.