فرزاد مختاری نیا - کارشناس ارشد، دانشگاه صنعتی اصفهان،دانشکده مهندسی مکانیک
مهدی نیلی احمدآبادی - استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیک
احمد صداقت - استادیار، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده مهندسی مکانیک

هدف این پژوهش، طراحی آیرودینامیکی پره توربین باد ۲۰ کیلووات محور افقی، با روش مومنتوم المان پره و تحلیل عددی جریان سه بعدی اطراف آن، می­باشد. در روش مومنتوم المان پره، ابتدا، منحنی­های ضرایب آیرودینامیکی یک ایرفویل مشخص به عنوان ورودی در نظر گرفته می­شود. سپس، مشخصات هندسی مقاطع مختلف پره شامل: طول وتر، زاویه پیچش و زاویه نسبی جریان و همچنین قطر پره با این روش محاسبه می­گردد. به منظور انتخاب بهترین ایرفویل برای طراحی پره توربین باد مورد نظر، با روش مومنتوم المان پره، ضریب توان مربوط به ۱۰ ایرفویل مختلف محاسبه شده و با هم مقایسه می­گردد. همچنین، برای کارکرد بهتر توربین باد به جای استفاده از یک نوع ایرفویل از پایه تا نوک، از ۳ نوع ایرفویل NACA۶۳-۲۱۵ در پایه، Riso A۱-۲۴ در قسمت میانی و از ایرفویل FX۶۳-۱۳۷ در قسمت بیرونی پره استفاده شده است. پره طراحی شده در نرم افزار ANSYS CFX شبیه سازی و تحلیل می­شود. برای در نظر گرفتن اثرات چرخش پره توربین باد بر جریان اطراف آن از دو ناحیه حل استفاده می­شود. ناحیه اطراف پره، چرخشی و ناحیه بیرونی غیر­چرخشی در نظر گرفته می­شود. در هر دو مرحله طراحی و تحلیل پره، نتایج با کار معتبر دیگران در این زمینه، به صورت اعتبار­سنجی می­شود.

مومنتوم المان پره, طراحی آیرودینامیکی, توربین باد, ضریب توان, تحلیل عددی, مختصات مرجع دوار