مقایسه مدل های واماندگی دینامیکی با استفاده از رویکرد عددی و نیمه تحلیلی در ایرفویل توربین بادی

در این پژوهش، مدل های نیمه تحلیلی و عددی موجود که به منظور بررسی اثرات واماندگی دینامیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند با هم مقایسه شده اند، و نقاط قوت و ضعف هر کدام بیان می‌گردد. مقایسه نتایج شبیه‌سازی، با استفاده از داده های ازمایشگاهی انجام شده است. روش‌های نیمه تحلیلی مورد بررسی، روش لیشمنبدووس، روش اسنل و روش اونرا می باشند و برای شبیه سازی عددی از روش حجم محدود در محیط نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. ضریب برا با استفاده از همه روش‌های یاد شده برای حالت های مختلف به دست اورده شده است و برای به دست اوردن ضریب پسا در حالت دینامیکی از روش های عددی و لیشمنبدووس استفاده می‌شود. پارامتر هایی که برای مقایسه مدل های مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند، میزان بیشینه ضریب نیروی برا و زاویه حمله رخداد ان، میزان خطا در فاز افزایش زاویه حمله و میزان خطا در فاز کاهش زاویه حمله می‌باشند. نتایج نشان می‌دهند که از بین روش های نیمه تحلیلی، روش لیشمنبدووس دقت بیشتری در پیش بینی ضریب برا دارد، و روش عددی اگرچه می تواند جزئیات بیشتری از جریان را نسبت به روش های نیمه تحلیلی مورد بررسی قرار دهد، اما این روش به خصوص در فاز کاهش زاویه حمله خطا دارد. نتایج شبیه سازی ضریب پسا نشان می‌دهد که روش عددی دقت بیشتری در پیش‌بینی این ضریب نسبت به روش لیشمنبدووس دارد. نتایج به دست امده می‌تواند محققان را در انتخاب مدل مناسب واماندگی دینامیکی برای بررسی ایرودینامیکی توربین های بادی یاری کند.

Comparison of Dynamic Stall Models Using Numerical and Semi-Empirical Approaches for a Wind-Turbine Airfoil

In this paper, the SemiEmpirical and numerical methods that can be used to investigate the effects of dynamic stall are compared with each other, and the capabilities of the methods are studied. The experimental measurements have been used in order to compare the methods. The SemiEmpirical LeishmanBeddoes (LB), Snel and ONERA methods have been used, and the finite volume method was being used for numerical simulations. The lift coefficient was being calculated by all the methods at various conditions, and the drag coefficient had been computed by the numerical and LeishmanBeddoes methods. The parameters that have been used in order to compare the methods, are the maximum lift coefficient value, the angle of attack of the largest lift coefficient, the error at upstroke phase and the error at down stroke phase. The results show among the semiempirical models; the LB method has the highest precision to predict the lift coefficient, and although the numerical method can investigate the flow with more details, but the error percentage at the down stroke phase is higher than expectations. The results from the drag coefficient modeling show that the numerical method can predict this coefficient better than the LB method. The results also can help other researchers to select the best dynamic stall model in order to investigate the windturbine aerodynamics.