Numerical Investigation of Aerodynamic Interactions of a Three-rotor Vertical-axis Wind Turbine Array: Effects of Symmetry, Spacing, and Tip Speed Ratio

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 48

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-10_014

تاریخ نمایه سازی: 21 مهر 1405

چکیده مقاله:

This study presents a numerical investigation of the aerodynamic interactions and power performance of a three-rotor vertical-axis wind turbine (VAWT) array under various geometric and operational configurations. High-resolution simulations were conducted to examine the effects of the upstream turbine symmetry, downstream rotation direction, inter-turbine spacing, and tip speed ratio (TSR) coordination on the array efficiency. The results show that symmetrical upstream layouts enhance phase synchrony and system stability, while the rotational direction of the downstream turbine has a pronounced influence on the energy capture of the upstream rotors. The optimal configuration is achieved when the downstream turbine is placed ۳.۷D downstream and operated at a TSR of ۲.۲۵, with the upstream turbines set at a TSR of ۲.۰. Flow field analysis reveals that this arrangement mitigates wake interference and promotes constructive aerodynamic interactions. These findings provide valuable insight into the design and control of compact VAWT arrays and support the development of high-efficiency wind energy systems for distributed and space-constrained applications.

کلیدواژه ها:

Vertical-axis wind turbine (VAWT) ، Turbine array ، Tip speed ratio (TSR) ، Aerodynamic interaction ، Wake interference

نویسندگان

K. Liu

Innovation Center for Wind Engineering and Wind Energy Technology of Hebei Province, Shijiazhuang, Hebei Province, ۰۵۰۰۴۳, China

K. Q. Wei

School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei Province, ۰۵۰۰۴۳, China

Q. K. Liu

Innovation Center for Wind Engineering and Wind Energy Technology of Hebei Province, Shijiazhuang, Hebei Province, ۰۵۰۰۴۳, 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 :
  • Abdel Razak, M. H., Emam, M., Ahmed, M., Ookawara, S., ...
  • Jain, S., & Saha, U. K. (۲۰۲۰). The State-of-the-Art Technology ...
  • نمایش کامل مراجع