بررسی عملکرد و تحلیل توربین بادی کوچک خا صی با هدف شناسایی میزان تولید نویزجهت بهبود شرایط کاربری

توربین های بادی کوچک عمدتا در مناطق مسکونی استفاده می شوند و بدین خاطر کاهش آلودگی صوتی آنها امری بسیار مهممی باشد. شبیه سازی عددی پرههای توربین بادی در کنار آزمایش های تجربی، این امکان را فراهم می آورد تا در ضمن آگاهی از عملکردتجهیزات، نقاط ضعف سازه شناسایی و به بهینه سازی آن مبادرت ورزیده شود. توربین بادی مورد استفاده در این پژوهش، دارای سه پره با قطر ۰/۹۴۴ متر می باشد. روتور این توربین توسط موتورالکتریکی ۰/۴۷ کیلو-وات زیمنس چرخانده شده و با میکرومستر معکوس شونده دارای فرکانس ۴۴۰ هرتز می باشد. سرعت چرخشی موتور نیز می تواند از ۱۰۰ تا ۳۰۰۰ دور بر دقیقه متغیر باشد. تیغه هایتوربین نیز از ریشه تا نوک با استفاده از ایرفویل NREL S۸۲۶ طراحی شده اند. تحلیل عددی در یک تونل باد با مشخصات ۲/۷۱ متر عرض، ۱/۸۱، مترارتفاع و ۱۱/۱۵ متر طول صورت گرفته است. شبیه سازی عددی مساله با نرم افزار CFX انجام شده و استقلال نتایج از شبکه بندی با ۵ شبکه که تعداد المان های مختلفی دارند، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی عددی در این پژوهش بااختلافی کمتر از ۵ % نسبت به نتایج آزمایشگاهی حاصل شده است. در ادامه تقابل جریان سیال با سازهی پره ی توربین بادی ( FSI )مورد بررسی قرار گرفته است، تا در ضمن شناسایی تنش های وارد به سازه و ارتعاشات ناشی از آن، میزان نویز تولید شده توسط بارگذاریسیال شناسایی گردد. ساختار ایجاد شده در پژوهش حاضر به گونه ای ایجاد شده است که در آینده بتوان از آن برای مطالعات مرتبط بابهینه سازی توربین بادی بهره جست.

کلیدواژه ها:

توربین باد ، دینامیک سیالات محاسباتی ، تونل باد ، CFX ، FSI