Multi-objective Optimization of Horizontal Axis Wind Turbine Arrays: Impact of Spacing Distance on Noise Generation and Power Efficiency

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 75

فایل این مقاله در 21 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-1_001

تاریخ نمایه سازی: 23 آبان 1404

چکیده مقاله:

This work explores the effect of spacing between co-axially positioned Horizontal Axis Wind Turbines (HAWTs) on their aerodynamic behavior and acoustic emissions under uniform inflow conditions. The aerodynamic simulations employ the Actuator Disk Method (ADM) integrated within an Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS) framework, utilizing the standard k-ε turbulence model to resolve near-wake turbulent structures. For noise prediction, the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) acoustic analogy is applied using the Farassat-۱A formulation on a permeable spherical surface surrounding the rotor to estimate the generated acoustic pressures. These pressure signals served as input sources for far-field noise computations based on the Linearized Euler Equations (LEE). The findings demonstrate that wake interactions significantly influence the downstream turbine's performance and acoustic output in multiple-turbine arrangements. A multi-objective optimization process was carried out to achieve a trade-off between energy production and acoustic emissions, identifying an inter-turbine spacing of ۶D as an optimal configuration. The study also emphasizes the limitations of relying solely on single-turbine aeroacoustic models for wind farm analysis, underscoring the necessity of full-scale aeroacoustic evaluation when considering wake effects and acoustic interference among turbines.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

A. Amoura

Laboratory of Green and Mechanical Development (LGMD), Ecole Nationale Polytechnique -ENP. P.B. ۱۸۲ EL Harrach, Algiers, ۱۶۲۰۰, Algeria

S. Khelladi

Arts et Métiers Institute of Technology, CNAM, LIFSE, F-۷۵۰۱۳, Paris, France

A. Smaili

Laboratory of Green and Mechanical Development (LGMD), Ecole Nationale Polytechnique -ENP. P.B. ۱۸۲ EL Harrach, Algiers, ۱۶۲۰۰, Algeria

M. N. Hamlaoui

Laboratory of Green and Mechanical Development (LGMD), Ecole Nationale Polytechnique -ENP. P.B. ۱۸۲ EL Harrach, Algiers, ۱۶۲۰۰, Algeria

S. Kouidri

Arts et Métiers Institute of Technology, CNAM, LIFSE, F-۷۵۰۱۳, Paris, France

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 :
  • Amoura, A., Khelladi, S., Smaili, A., & Hamlaoui, M. N. ...
  • Boorsma, K., & Schepers, J. G. (۲۰۱۶). Rotor experiments in ...
  • Broatch, A., Navarro, R., Garcı́a-Tı́scar, J., & Ramı́rez, F. N. ...
  • Epikhin, A. (۲۰۲۱). Validation of the developed open source library ...
  • Glauert, H. (۱۹۶۳). Aerodynamic Theory: A General Review of Progress, ...
  • An Engineering Approach to Improve Performance Predictions for Wind Turbine Applications: Comparison with Full Navier-Stokes Model and Experimental Measurements [مقاله ژورنالی]
  • International Standard ISO ۳۷۴۴. (۲۰۱۰). Acoustics-Determination of sound power levels ...
  • International Standard ISO ۹۶۱۳-۲. (۱۹۹۶). Acoustics-Attenuation of sound during propagation ...
  • International Standard ISO-۱۹۹۶-۱. (۲۰۱۶). Acoustics — Description, measurement and assessment ...
  • Khelladi, S. (۲۰۲۴). DGFEM-CAA github repository, https://github.com/skhelladi/DGFEM-CAA/tree/main, accessed: ۲۰۲۵-۰۷-۱۷ ...
  • Khelladi, S., Nogueira, X., Bakir, F., & Colominas, I. (۲۰۱۱). ...
  • Lin, M., & Porté-Agel, F. (۲۰۲۲). Large-eddy simulation of a ...
  • Masson, C., Smaïli, A., & Leclerc, C. (۲۰۰۱, October). Aerodynamic ...
  • Nyborg, C. M., Fischer, A., Réthoré, P.-E., & Feng, J. ...
  • Robin, X., & Legendre, C. (۲۰۰۲). Aeroacoustic simulation of multiple ...
  • Schepers, J. G., Boorsma, K., Cho, T., Gomez-Iradi, S., Schaffarczyk, ...
  • Shen, W. Z., Mikkelsen, R., Sørensen, J. N., & Bak, ...
  • نمایش کامل مراجع