Refining Airfoil Designs: Tailored Modifications for Enhanced Performance in Low Reynolds Number Conditions

  • سال انتشار: 1403
  • محل انتشار: مجله بررسی زمین پایدار، دوره: 4، شماره: 2
  • کد COI اختصاصی: JR_SUER-4-2_002
  • زبان مقاله: انگلیسی
  • تعداد مشاهده: 163
دانلود فایل این مقاله

نویسندگان

Hossein Seifi Davari

Department of Mechanical & Marine Engineering, Chabahar Maritime University, Chabahar, Iran

Mohsen Seify Davari

Germi Department, Islamic Azad University, Germi, Iran

Harun Chowdhury

School of Engineering, RMIT University, Melbourne, VIC-۳۰۰۰, Australia

Ruxandra Botez

Laboratory of Applied Research in Active Controls, Avionics, and AeroServoElasticity LARCASE, ÉTS-École de Technologie Supérieure, Université de Québec, Montréal, QC H۳C ۱K۳,

چکیده

In the current study, three airfoils—PSU۹۴-۰۹۷, SD۶۰۶۰, and S۲۰۵۵—were analyzed for their aerodynamic performance across Reynolds numbers (Re) ranging from ۵۰,۰۰۰ to ۵۰۰,۰۰۰, typical for Small Wind Turbine (SWT) blade airfoils. Results indicated that as Re increased, the aerodynamic efficiency of all modified airfoils improved. Optimal thickness-to-camber ratios (t/c) of ۱.۵۰-۲.۲۵, ۲.۲۵-۳, and ۰.۶۰-۱.۵۰ for SD۶۰۶۰, S۲۰۵۵, and PSU۹۴-۰۹۷ airfoils, respectively, contributed to enhanced efficiency. PSU۹۴-۰۹۷-modified airfoil demonstrated the highest lift-to-drag ratio (CL/CD) of ۱۵۱.۶۰ at Re of ۵۰۰,۰۰۰. Peak CL/CD values for SD۶۰۶۰-modified and S۲۰۵۵-modified airfoils were ۱۰۹.۸۷ and ۹۷.۱۳, respectively. PSU۹۴-۰۹۷-modified, SD۶۰۶۰-modified, and S۲۰۵۵-modified airfoils attained peak lift coefficients (CL) of ۱.۵۳۴, ۱.۲۱۹, and ۱.۱۷۴, respectively. PSU۹۴-۰۹۷-modified airfoil also showed the highest peak CL across Re ranging from ۵۰,۰۰۰ to ۵۰۰,۰۰۰. Percentage increase in peak CL/CD across Re range of ۵۰,۰۰۰ to ۵۰۰,۰۰۰ was ۱۵.۸%, ۱۶.۰۸%, ۲۴.۴۳%, ۱۷.۱۲%, ۱۷.۳۰%, ۱۷.۹۸%, and ۲۰.۲۲% for PSU۹۴-۰۹۷-modified airfoil; ۲۷.۸۷%, ۲.۰۳%, ۱۳.۷۷%, ۱۵.۸۳%, ۱۵.۱۴%, ۱۷.۹۵%, and ۱۷.۷۳% for SD۶۰۶۰-modified airfoil; and ۱۶.۷۰%, ۷.۱۱%, ۵.۷۷%, ۷.۲۵%, ۱۱.۴۰%, ۹.۹۹%, and ۶.۰۴% for S۲۰۵۵-modified airfoil. In addition to enhancing the aerodynamic efficiency of airfoils and consequently increasing electricity production in wind turbines, optimizing the t/c reduces the material needed for wind turbine construction. This not only lowers the cost but also minimizes environmental impact by using fewer resources. Thus, these modifications are environmentally beneficial, contributing to sustainable development alongside improving wind turbine efficiency.

کلیدواژه ها

Lift, Optimization, Reynolds Numbers, Turbine, Wind

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.