تحلیل لایه مرزی سه بعدی بر روی پره‌های توربین بادی

در این مقاله، جریان لایه مرزی بر روی پره‌های توربین بادی و نحوه رخ دادن جدایش بر روی پره، به شکل سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادلات لایه مرزی و انتگرال مومنتوم سه بعدی برای جریان تراکم‏ناپذیر با در نظر گرفتن اثر چرخش استخراج شده است. پس از آن، با استفاده از تعریف ضریب هندسه و تیوری مومنتوم المان پره، تاثیر زاویه گام و زاویه میان جریان و بردار چرخش بر روی جملات کریولیس، اعمال شده است. سپس، با حل عددی معادلات به دست آمده برای یک پره چرخان، کمیت‌های انتگرالی و نقاط جدایش به دست آمده است و مشخصه‌های هندسی موثر بر روی نقاط جدایش و ساختار واماندگی مشخص شده‌اند. نتایج نشان می‏دهد که سه عامل نسبت سرعت چرخش، نسبت منظری و موقعیت شعاعی، در نحوه ایجاد جدایش موثرند و با کنترل آنها می‏توان جدایش و واماندگی را به تاخیر انداخت. ناحیه نزدیک به ریشه به شدت تحت تاثیر اثرات چرخش است. مکش گریز از مرکز حاصل از چرخش، به خصوص در نواحی نزدیک به ریشه، موجب کاهش ضخامت لایه مرزی و به تعویق افتادن جدایش و همچنین، افزایش ضرایب آیرودینامیکی پره می‌شوند.