بررسی عوامل موثر بر بهبود دقت در مدلسازی توربینهای بادی محورافقی به روش خط عملگر

توربینهای بادی، از سازههای پیچیده در مبحث شبیهسازی عددی جریان میباشند. از سوی دیگر، گسترش روزافزون کاربرد انرژی بادی در جهان، منجر به ایجاد تقاضا برای بهکارگیری مدلهای دقیقتر و با کارایی بیشتر برای شبیهسازی توربینها شدهاست. نظریه خطعملگر، یکی از دقیقترینمدلها جهت تحلیل میدان جریان و پسبادهای جریان آشفته میباشد که نیاز به حل جریان در داخل لایهمرزی ندارد و به همین دلیل نسبت به مدل روتور کامل کارایی بیشتری دارد. در این روش میتوان با دقت بالایی به مدلسازی اثرات یک توربین در جریان باد بدون نیاز به ساخت مدل هندسی از روتور توربین و فقط با استفاده از پارامترهای توربین پرداخت. در این پژوهش، به مطالعه پارامتری عوامل موثر بر افزایش دقت، در مدلسازی توربینهای بادی محورافقی به روش خطعملگر پرداخته شد. همچنین بهمنظور تحلیل آشفتگیهای میدان جریان اطراف توربین، روش شبیهسازیگردابههای بزرگ مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیهسازی، در دو بخش عوامل موثر بر پیشبینی میدان پسبادهای پشت روتور توربین و عوامل موثر بر تخمین نیروهای آیرودینامیکی وارد بر پرهها ارایه و در هر بخش، تاثیر پارامترهایی همچون شبکهبندی، تعداد المانهای انتخابی پره،پارامتر عرض تصویر نیرو ) ε ( و گام زمانی حل بررسی شد. بهمنظور اعتبارسنجی نتایج پژوهش، مدلسازی توربین بادی آزمون تجربی مکزیکو و برای حالت شرایط طراحی توربین، یعنی سرعت ورودی )1-(ms 51 انجام گرفت. با بررسی نتایج مشاهده شد مدل خطعملگر، نسبت به شبکهبندیبسیار حساس است بهطوریکه، تغییر در نوع و وضوح شبکهبندی بیشترین تاثیر را در بهبود نتایج نسبت به سایر عوامل دارد.