بررسی عملکرد و تحلیل توربین بادی کوچک خاصی با هدف شناسایی میزان تولید نویز جهت بهبود شرایط کاربری

نویسندگان :

توربین های بادی کوچک عمدتا در مناطق مسکونی استفاده می شوند و بدین خاطر کاهش آلودگی صوتی آن ها امری بسیار مهم می باشد. شبیه سازی عددی پره های توربین بادی در کنار آزمایش های تجربی، این امکان را فراهم می آورد تا در ضمن آگاهی از عملکرد تجهیزات، نقاط ضعف سازه شناسایی و به بهینه سازی آن مبادرت ورزیده شود. توربین بادی مورد استفاده در این پژوهش، دارای سه پره با قطر 944/0 متر می‌باشد. روتور این توربین توسط موتورالکتریکی 47/0کیلو -وات زیمنس چرخانده شده و با میکرومستر معکوس شونده دارای فرکانس 440 هرتز می‌ باشد. سرعت چرخشی موتور نیز می‌تواند از 100 تا 3000 دور بر دقیقه متغیر باشد. تیغه‌های توربین نیز از ریشه تا نوک با استفاده از ایرفویل NREL S826 طراحی شده‌اند. تحلیل عددی در یک تونل باد با مشخصات 71/2 متر عرض، 81/1 متر ارتفاع و 15/11 متر طول صورت گرفته است. شبیه سازی عددی مسأله با نرم افزار CFX انجام شده و استقلال نتایج از شبکه بندی با 5 شبکه که تعداد المان های مختلفی دارند، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی عددی در این پژوهش با اختلافی کمتر از 5% نسبت به نتایج آزمایشگاهی حاصل شده است. در ادامه تقابل جریان سیال با سازه‌ی پره‌ی توربین بادی (FSI) مورد بررسی قرار گرفته است، تا در ضمن شناسایی تنش های وارد به سازه و ارتعاشات ناشی از آن، میزان نویز تولید شده توسط بارگذاری سیال شناسایی گردد. ساختار ایجاد شده در پژوهش حاضر به گونه ای ایجاد شده است که در آینده بتوان از آن برای مطالعات مرتبط با بهینه سازی توربین بادی بهره جست.