Aerodynamic Optimization of a Hybrid Vertical Axis Wind Turbine with Helical Blades Based on Taguchi Method

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 4

فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-8_016

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405

چکیده مقاله:

The growing demand for reliable and clean wind energy has renewed interest in vertical axis wind turbines (VAWTs), which are well suited for low speed, highly turbulent urban wind conditions. This study proposes and refines a hybrid VAWT architecture, integrating straight Darrieus outer blades with a helical inner rotor, with the aim of enhancing aerodynamic behavior in these urban wind environments. Using ۳D unsteady computational fluid dynamics and a Taguchi orthogonal design, the effects of four inner rotor parameters—helical angle, radius, height, and chord length—were evaluated. The inner rotor chord length emerged as the most influential factor. The optimized hybrid turbine achieves substantially higher power coefficients than a Darrieus turbine at low tip-speed ratios, demonstrating gains of up to ۱۷.۸۹%. Vortex analysis indicates that the helical rotor suppresses dynamic stall and reduces negative torque regions, resulting in smoother torque output and improved startup behavior. Overall, optimized hybridization represents a promising pathway for enhancing the efficiency of small-scale VAWTs.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

H. Hu

College of Mechanical Engineering, Xinjiang University, Urumqi ۸۳۰۰۴۶, China

K. Chen

College of Mechanical Engineering, Xinjiang University, Urumqi ۸۳۰۰۴۶, China

K. Ren

College of Mechanical Engineering, Xinjiang University, Urumqi ۸۳۰۰۴۶, China

Z. Wu

College of Mechanical Engineering, Xinjiang University, Urumqi ۸۳۰۰۴۶, China

C. Yang

College of Mechanical Engineering, Xinjiang University, Urumqi ۸۳۰۰۴۶, China

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 :