پژوهشگر: امین بیگدلی
استاد راهنما: دکتر رضا کمالی
زمان دفاع: چهارشنبه 9 مهر 1404 ساعت 8/30 صبح
مکان: سالن قطب علمی مهندسی مکانیک
چکیده پایان نامه:
در جهان امروز، به دلایلی همچون توسعه روز افزون جوامع، دائمی نبودن منابع انرژی حاصل از سوختهای فسیلی، نیاز به منابع انرژی دائمی و پاک بیش از پیش احساس میشود. از همین رو، در طی سالیان اخیر انرژی باد و استفاده از توربینهای بادی در مقیاسهای مختلف و در مناطق متفاوت اعم از شهری و مناطق ساحلی گسترش یافته است. توربینهای بادی محور عمودی به دلیل مزایایی مانند عملکرد بهتر در جریانهای آشوبناک، ساختار سادهتر و نیاز به فضای کمتر در مقایسه با توربینهای بادی محور افقی ، به طور فزایندهای در میان کشورها محبوب شدهاند. با این حال، درک آیرودینامیک این توربینها در یک مزرعه بادی چالشبرانگیز است، زیرا عملکرد آنها به شدت تحت تأثیر فاصله بین توربینها و نحوه چیدمان آنها در آرایه یا مزرعه بادی قرار دارد. این مطالعه از روش شبکهای بولتزمن (LBM) برای بررسی عددی تأثیر فاصله و چیدمان دو توربین بادی محور عمودی با چرخش معکوس بر عملکرد آیرودینامیکی آنها استفاده کرده است. شبیهسازیها در سه نسبت سرعت نوک (TSR) مختلف و چهار فاصله بین توربینی متفاوت انجام شد و عملکرد توربینها در چیدمانهای تاندم و متناوب مقایسه گردید. نتایج نشان داد که توربینها در چیدمان شطرنجی با چرخش خلاف جهت نسبت به یکدیگر عملکرد بهتری نسبت به چیدمان متوالی دارند و ضریب توان توربینها در فاصله L=2D به حداکثر رسید. این یافتهها میتوانند به طراحی و بهینهسازی مزارع بادی با توربینهای محور عمودی کمک کرده و راهنماییهایی برای چیدمان بهینه توربینها ارائه دهند.
واژگان کلیدی: آیرودینامیک، ترتیب چیدمان، توربین بادی عمودمحور، دینامیک سیالات محاسباتی، روش شبکه بولتزمن، فاصله بین دو توربین، مزرعه بادی
