شبیه ‏سازی دو‏بعدی توربین بادی محور عمودی با صلبیت بالا با هدف ارتقای عملکرد

استفاده از توربین‏های بادی کوچک مقیاس به منظور تولید پراکنده برق برای مناطق دور از شبکه سراسری، ضمن کاستن از هزینه‏های احداث نیروگاه‏های متمرکز حرارتی و انتقال برق به این مناطق، از انتشار گاز‏های گلخانه‏ای توسط این نیروگاه‏ها جلوگیری می‏کند و دسترسی به انرژی پایدار و پاک را برای ساکنان این ‏مناطق فراهم می آورد. شبیه‏سازی‏های نرم‏افزاری اطلاعات جامعی را از عملکرد توربین‏های بادی پیش از ساخت و نصب آن‏ها در اختیار قرار می دهد و امکان بهینه‏سازی طراحی را فراهم می‏کند. به همین منظور و در پژوهش حاضر، ارایه روشی عددی و شبیه‏سازی مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی در نرم‏افزار انسیس فلوینت 18، به منظور پیش‏بینی عملکرد توربین ‏بادی محور عمودی با صلبیت بالا و سه پره مستقیم و با هدف ارتقای عملکرد، مورد بررسی قرار گرفته ‏است. از این‏رو، پس از ایجاد هندسه دوبعدی میدان جریان، بهینه‏سازی شبکه‏بندی، اعمال شرایط‏ مرزی و تنظیمات حلگر نرم‏افزار، از مدل آشفتگی جریان گذار اس اس تی استفاده شد. بر اساس نتایج، بیشینه ضریب توان توربین معادل 29/0 در نسبت سرعت راس پره 62/1 است. همچنین، حداکثر توان تولیدی توربین برابر با 1/333 وات است. میانگین و حداقل میزان انحراف نتایج شبیه‏سازی و تست تونل‏ باد توربین، به ترتیب 22/19 و 25/6 درصد است که دقت قابل ‏قبولی دارد. نتایج این‏پژوهش روش شبیه‏سازی دینامیک سیالات محاسباتی دوبعدی را ابزاری قدرتمند و انعطاف‏پذیر در پیش‏بینی عملکرد و بهینه‏سازی طراحی توربین‏های محور عمودی در ابعاد مختلف معرفی می کند.