Numerical Study of the Effect of Corona Discharge on Upward Wake Flow in the Horizontal Axis Wind Turbine Farm

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 232

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-18-1_003

تاریخ نمایه سازی: 30 آبان 1403

چکیده مقاله:

Many countries worldwide are showing a growing interest in renewable energy sources, with wind energy being a particularly appealing option for generating mechanical energy. Researchers have explored different techniques for controlling the flow of air, including passive, active, and semi-active methods. In wind farms, the wake flow behind a turbine can be impacted by the flow from other turbines, and to address this issue, plasma-based corona discharge actuators are being considered as one of the most effective methods for reducing fluid flow separation on wind turbine blades. This study employs ۲D and ۳D numerical simulations to examine the use of corona discharge-based plasma actuators on the leading edge of tandem wind turbines within a wind farm. The study investigates how actuator voltage and frequency affect aerodynamic parameters such as lift, drag coefficients, and efficiency. The study incorporates the use of the Q-criterion to analyze vortex behavior and its interaction with the axial wind turbine body. Fluid flow modeling is conducted using the OPENFOAM software. The findings demonstrate that an escalation in both voltage and frequency of the corona discharge results in a decrease in the Q-criterion, attributed to the heightened ionic flow that diminishes the separation zone. Furthermore, reducing the distance between electrodes also aids in diminishing the Q-criterion values. Additionally, the study reveals that integrating corona plasma at the leading edge of wind turbine blades amplified power generation by more than ۳.۸%. The corona plasma actuator employed in the study had electrodes spaced ۳ mm apart, operated at a voltage of ۱۷ KV, and ran at a frequency of ۱۳ kHz.

نویسندگان

S. Abed Zahmatkesh Pasand

Kish International Campus, University of Tehran, Tehran, Iran

S. Karimian Aliabadi

Faculty, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

S. K. Ghaemi Osgouie

Faculty of Engineering and Applied science, university of Regina, Saskatchewan, Canada

M. Moshfeghi

Sogang University, Seoul, South Korea

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abdolahipour, S., Mani, M., & Shams Taleghani, A. (۲۰۲۲). Pressure ...
  • Abdolahipour, S., Mani, M., & Taleghani, A. S. (۲۰۲۱). Parametric ...
  • Abdollahzadeh, M., Pascoa, J. C., & Oliveira, P. J. (۲۰۱۴a). ...
  • Abdollahzadeh, M., Páscoa, J. C., & Oliveira, P. J. (۲۰۱۴b). ...
  • Abdollahzadeh, M., Pascoa, J. C., & Oliveira, P. J. (۲۰۱۸). ...
  • Numerical study of the effect of weather parameters on corona discharge performance in a horizontal axis wind turbine [مقاله ژورنالی]
  • Belabes, B., & Paraschivoiu, M. (۲۰۲۳). CFD modeling of vertical-axis ...
  • Benard, N., & Moreau, E. (۲۰۱۴). Electrical and mechanical characteristics ...
  • Benmoussa, A., & Páscoa, J. C. (۲۰۲۳). Enhancement of a ...
  • Blaabjerg, F., Chen, Z., Teodorescu, R., & Iov, F. (۲۰۰۶). ...
  • Chen, C., Wang, L., & Niu, M. (۲۰۲۳). Research on ...
  • De Giorgi, M. G., Motta, V., Suma, A., & Lafori, ...
  • Durscher, R., & Roy, S. (۲۰۱۲). Evaluation of thrust measurement ...
  • Ebrahimi, A., & Hajipour, M. (۲۰۱۸). Flow separation control over ...
  • Ebrahimi, A., Hajipour, M., & Ghamkhar, K. (۲۰۱۸). Experimental study ...
  • Ekonomou, L., Lazarou, S., Chatzarakis, G. E., & Vita, V. ...
  • El Kasmi, A., & Masson, C. (۲۰۰۸). An extended k–ε ...
  • Enloe, C. L., McLaughlin, T. E., VanDyken, R. D., Kachner, ...
  • Fadaei, M., Davari, A., Sabetghadam, F., & Soltani, M. R. ...
  • Guerra‐Garcia, C., Nguyen, N. C., Mouratidis, T., & Martinez‐Sanchez, M. ...
  • Gulski, E., Anders, G. J., Jongen, R. A., Parciak, J., ...
  • Hodgson, E. L., Grinderslev, C., Meyer Forsting, A. R., Troldborg, ...
  • Ibrahim, I. H., & Skote, M. (۲۰۱۱). Boundary condition modifications ...
  • Kaviani, H. R., & Moshfeghi, M. (۲۰۲۳). Multi-megawatt horizontal axis ...
  • Liu, Y., Liu, S., Zhang, L., Cao, F., & Wang, ...
  • Maas, O. (۲۰۲۳). Large-eddy simulation of a ۱۵ GW wind ...
  • Mirzaei, M., Taleghani, A. S., & Shadaram, A. (۲۰۱۲). Experimental ...
  • Mohammadi, M., & Taleghani, A. S. (۲۰۱۴). Active flow control ...
  • Nazari, A., Jafari, M., Rezaei, N., Taghizadeh-Hesary, F., & Taghizadeh-Hesary, ...
  • Nazari, A., Wang, C., He, R., Taghizadeh-Hesary, F., & Hong, ...
  • Oehme, F., Gleichauf, D., Balaresque, N., Sorg, M., & Fischer, ...
  • Omidi, J., & Mazaheri, K. (۲۰۱۷). Improving the performance of ...
  • Qu, J., Zeng, M., Zhang, D., Yang, D., Wu, X., ...
  • Qu, L., Wang, Y., Liu, G., Liao, M., Cai, H., ...
  • Ramesh Kumar, K., & Selvaraj, M. (۲۰۲۳a). Investigations on integrated ...
  • Ramesh Kumar, K., & Selvaraj, M. (۲۰۲۳b). Novel deep learning ...
  • Roth, J. R. (۲۰۰۳). Aerodynamic flow acceleration using paraelectric and ...
  • Salmasi, A., Shadaram, A., & Taleghani, A. S. (۲۰۱۳). Effect ...
  • Sanderse, B., Van der Pijl, S. P., & Koren, B. ...
  • Shams Taleghani, A., Shadaram, A., Mirzaei, M., & Abdolahipour, S. ...
  • Shams Taleghani. A., Shadaram, A., & Mirzaei, M. (۲۰۱۲). Effects ...
  • Sheikholeslam Noori, S. M., Shams Taleghani, S. A., & Taeibi, ...
  • Sheikholeslam Noori, S. M., Shams Taleghani, S. A., & Taeibi, ...
  • Sheikholeslam Noori, S. M., Taeibi, M., & Shams Taleghani, S. ...
  • Sheikholeslam Noori, S. M., Taeibi, M., & Shams Taleghani, S. ...
  • Sinner, M., Petrović, V., Stockhouse, D., Langidis, A., Pusch, M., ...
  • Suzen, Y. B., & Huang, P. G. (۲۰۰۵). Numerical simulation ...
  • Taeibi, M., Shams Taleghani, S. A., Sheikholeslam Noori, S. M., ...
  • Thomas, F. O., Corke, T. C., Iqbal, M., Kozlov, A., ...
  • Wang, J., Cai, Y. X., Li, X. H., Shi, Y. ...
  • Yang, J., & Zhang, W. (۲۰۲۳). Forced response analysis of ...
  • Yu, W., Li, Q., Zhao, J., & Siew, W. H. ...
  • Zhang, Y. N., Wang, X. Y., Zhang, Y. N., & ...
  • Zheng, Y., Hu, C., Sheng, P., & Zhang, X. (۲۰۱۳). ...
  • نمایش کامل مراجع