مطالعه اثر متقابل توربین های باد پشت سرهم روی عملکرد یکدیگر به کمک الگوی دیسک عملگر

در این پژوهش، روش دیسک عملگر دوبعدی به صورت تقارن محوری با دقت قابل قبول و هزینه محاسباتی کم برای مطالعه جریان حول روتور توربین باد محور افقی و دنباله ی آن توسعه داده شده است. با استفاده از قابلیت UDF نرم افزار Fluent، کدی به زبان C برای اعمال ممنتوم مجازی به سیال نوشته شده و معادلات ناویر-استوکس با اضافه شدن عبارت نیروی حجمی به عنوان جمله چاه حل می شوند. اعتبارسنجی روش با داده های توربین باد مبنای 5MW NREL انجام شده و اثر متقابل دو توربین پشت سرهم در مزرعه بادی، روی عملکرد آیرودینامیکی یکدیگر بررسی شده است. نتایج نشان می دهد، حضور توربین بالادست موجب کاهش توان و تراست روتور پایین دست تا فاصله سه برابر قطر روتور، به ترتیب تا حدود %88 و %57 می شود. با افزایش فاصله ی توربین پایین دست از توربین بالادست تا حدود 170 برابر قطر روتور، توان و تراست شروع به بازیابی به سمت مقادیر توربین بالادست می کنند. نتایج توزیع توان در راستای شعاع پره نیز نشان می دهد برای روتور پایین دست در فواصل نزدیک به روتور بالادست، بخش میانی پره سهم بیشتری در تولید توان دارد. علاوه براین، اثر روتور پایین دست روی عملکرد توربین بالادست به ترتیب تا حدود 1. 5 و 0. 7 درصد کاهش توان و تراست است و با افزایش فاصله، این اثر ازبین می رود.