مطالعه عددی راهاندازی توربین داریوس با در نظر گرفتن برهم کنش میان سیال و جسم صلب

توربین داریوس تیغه مستقیم یکی از انواع توربین های بادی محور عمودی است که برخلاف توربین های محور افقی با مشکل خود راه اندازی مواجه است . روش های محاسباتی مرسوم برای توربین ها به دلیل عدم توانایی شبیه سازی روند افزایش سرعت بخوبی نمی توانند این پدیده را بررسی کنند. در این مطالعه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ، اثر متقابل جریان باد و تیغه های صلب در روند افزایش سرعت روتور توربین بادی داریوس از نوع تیغه مستقیم مورد بررسی قرارگرفته است . معادلات اساسی بر اساس روش حجم محدود گسسته وتوسط الگوریتم پیزو حل شده است . شبیه سازی به صورت غیر پایا و از شبکه پویا برای بررسی حرکت روتور استفاده شده است . در این مطالعه با محاسبه برآیند نیروهای وارد بر جسم ، (نیروهای آیرودینامیکی ناشی از جریان باد وارد به تیغه ها و نیروهای مکانیکی شامل اصطکاکوگشتاور ناشی از بار ژنراتور) از قانون دوم نیوتن شتاب، و در نتیجه آن سرعت و موقعیت لحظه ای روتور محاسبه می شود. نتایج توانسته حرکت روتور را از لحظه سرعت صفر تا زمانی که توربین به سرعت حد خود می رسد شبیه سازی کند. با شبیه سازی روند افزایش سرعت ، علل کاهش گشتاور در سرعت دورانی پایین تر از حد بهینه بررسی شده و نشان داده شده واماندگی بالا و گریز جریان باد از داخل روتور بدون برخورد با تیغه ها در سرعت های دورانی پایین موجب افت توان تولیدی می شود.

کلیدواژه ها:

توربین باد ، داریوس ، CFD ، برهم کنش سیال و جامد