93-16 صص 5 شمار 61 دير 6931 مرداد مجل م ىدسی مکاویک مدرس ما ىام علمی پژي شی مهندسی مکانیک مدرس Downloaded from mme.modares.ac.ir at 5:06 IRDT on Wednesday August 22nd 2018 mme.modares.ac.ir بررسی آزهایشگاهی و عددی عولکرد آیرودیناهیکی یک نوع توربین بادی هحور عوودی با پرههای لوالیی *2 علیرضا تیوورتاش 2 هحسن کهرم 1 هرین اهیری مؾ ذ داوؾگا فزديعی مؾ ذ م ىذعی مکاویک داوؾج ی دکتزی - 1 مؾ ذ داوؾگا فزديعی مؾ ذ م ىذعی مکاویک اعتاد - 2 teymourtash@um.ac.ir 9177948944 صىذيق پغتی * مؾ ذ چکیده اطالعات مقاله عملکزد آیزيدیىامیکی ضعیف ایه ت رتیه اعت ک یکی اس تشرگتزیه معایة ت رتیه ای تادی مح ر عم دی عمل کىىذ تزاعاط ویزيی پغا اخیزا طزح جذیذی تا اعتفاد اس پز ای جمع ي تاس ؽ وذ ت مىظ ر حذف گؾتاير مىفی. عمذتا ت دلیل گؾتاير معک ط پز پؾت ت تاد اعت. در مقال حاضز عملکزد آیزيدیىامیکی ت رتیه پیؾى اد ؽذ ت ريػ آسمایؾگا ی ي عذدی مطالع ؽذ اعت. پز ای تاسگؾتی ارائ ؽذ اعت اثزات. آسمایؾات در یک ت ول تاد سیز ص تی ي ؽثی عاسی ای عذدی تا اعتفاد اس وزمافشار اوغیظ فل ئىت ي ريػ قاب متحزک اوجام ؽذ اعت وتایج وؾان. ) ي ؽذت آؽفتگی ي صفحات اوت ایی تز ضزیة گؾتاير ي ضزیة ت ان در اعذاد ریى لذس مختلف تزرعی ؽذ اعت 6 ي 4 3( تعذاد پز در وغثت عزعت و ک 0.21 پز تا مقذار ضزیة ت ان تیؾیى 3 گؾتاير مىفی وذارد ي ريت ر ريت ر جذیذ در یک دير چزخؼ کامل می د ذ و عاوات گؾتاير خزيجی کا ؼ مییاتذ لیکه ضزیة ت ان ريت ر ویش اگزچ تا افشایؼ تعذاد پز. ت تزیه عملکزد آیزيدیىامیک ی را داراعت 0.5. تاثیز چىذاوی تز عملکزد ريت ر وذارد 1.2 105 تا 7.7 104 مچىیه وتایج وؾان مید ذ ک عذد ریى لذس در تاس م رد مطالع. کا ؼ مییاتذ مقال پضي ؾی کامل 1395 دی 27 : دریافت 1395 اعفىذ 17 : پذیزػ 1396 اردیث ؾت 09 : ارائ در عایت : کلیذ ياصگان ت رتیه تادی مح ر عم دی عملکزد آیزيدیىامیکی قاب متحزک صفحات اوت ایی Experimental and Numerical Investigations on the Aerodynamic Performance of a Hinged Bladed Vertical Axis Wind Turbine Maryam Amiri, Mohsen Kahrom, Alireza Teymourtash* Department of Mechanical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran * P.O.B. 9177948944, Mashhad, Iran, teymourtash@um.ac.ir ARTICLE INFORMATION ABSTRACT Original Research Paper Received 16 January 2017 Accepted 07 March 2017 Available Online 29 April 2017 One of the disadvantages of drag driven vertical axis wind turbines, is low aerodynamic performance of the turbine which is mainly due to adverse torque of the returning blade. A recently introduced design suggests using opening/closing blades for the rotor to eliminate the negative torque of the returning blade. In this study, the aerodynamic performance of the newly proposed turbine has been investigated experimentally and numerically. The experimental measurements are performed in a subsonic open-jet type wind tunnel facility. However, the numerical simulations are performed using the Ansys-Fluent commercial software, and the Multiple Reference Frame model (MRF). The effects of the number of blades (3, 4 and 6-bladed), end plates and turbulence intensity on the torque and power coefficients are examined in detail in several Reynolds numbers. Results show that the new rotor has no negative torque in one complete revolution and the 3-bladed rotor has the best aerodynamic performance in such a way that it reaches a maximum power coefficient of 0.21 at TSR=0.5. Although increasing the number of blades decreases the output torque oscillations, it also decreases the average power coefficient of the rotor. Results also show that, Reynolds number does not have significant effects on the average power coefficients of the rotors in the studied range of Reynolds numbers, 7.7 10 4 Re 1.2 105. Keywords: Vertical axis wind turbine Aerodynamic Performance Multiple Reference Frame End plates لی ت واى ؼثت یش ی تیـتشی تشای هقا هت دس تشاتش یش ی گشیض اص ؿ د ت ؾ تؼیاس صیادی دس وچ یي ا ذاص صى تضسگ پش ا. هشکض یاص اػت و ایي ف اهل صهی سا تشای تحقیق تشسػی. ػاص ایداد خ ا ذ کشد دس ؿ. گؼتشد تش ساخـ ت ت ستیي ای تادی هح س فو دی فشا ن هیک ذ هح س ت ستیي فو د تش خ ت صؽ تاد قشاس داسد تشخالف هح س فو دی هضیت دیگش. گـتا س تاال ػشفت د سا ی کن داس ذ ت ستیي ای هح س افقی فذم حؼاػیت ت ت ستیي ای هح س فو دی ؼثت ت ت ستیي ای هح س افقی دس ایي ت ستیي ا و اس یوی اص پش ت ستیي دس خالف. خ ت صؽ تاد اػت Please cite this article using: هقدهه -1 ت ستیي ای تادی ت ع س فوذ ت د دػت کلی تشاػاع خ ت هح س چشخؾ دس ؿ هح س. ت ستیي تاد هح س افقی هح س فو دی : تقؼینت ذی هیؿ ذ ایي دػت اص. هح س ت ستیي ت ه اصات خ ت صؽ تاد قشاس داسد افقی دس خشیاى پایا یک اخت تشای کاسکشد ع ال ی هذت ه اػة هی ت ستیي ا گـتا س پاییي ػشفت د سا ی صیاد هـخل دیگش ایي ت ستیي ا.]1[ تاؿ ذ ت اى خش خی ایي ت ستیي ا تا ػغح خاس ب ؿذ ت ػظ پش ا. هیتاؿذ شچ ع ل پش ا تیـتش ؿ د ت اى تیـتشی اص تاد گشفت هی. هت اػة اػت : برای ارجاع به این مقاله از عبارت ذیل استفاده نمایید M. Amiri, M. Kahrom, A. Teymourtash, Experimental and Numerical Investigations on the Aerodynamic Performance of a Hinged Bladed Vertical Axis Wind Turbine, Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 5, pp. 21-30, 2017 (in Persian)
Savonius Rotors Curtain Plate Guide Box Twisted Blades 2 3 22 ػا ی ع سایح هحل ق ؿ ضشیة فـاس حذاکثش دس هشکض ش پش هیتاؿذ لی دس پش ای پیچی ؿکل ایي هحل ت ػوت ک ش پش هتوایل هیؿ د ت اتشایي تاص ی گـتا س تضسگتش هیؿ د دس تید هقذاس گـتا س ضشیة ت اى یض افضایؾ هییاتذ. آى ا آصهایؾ ای خ د سا دس یک ت ل تاد ػشفت پائیي ا دام داد ذ ت حذاکثش ضشیة ت اى 31% دػت پیذا کشد ذ. کاه خی وکاساى [ ]9 ت ه ؾ س کن کشدى ػا ات ضشیة گـتا س ایؼتایی ک دس س ت س ای ػا ی ع تذ ى پیچؾ ػ تی خ د داسد آصهایـاتی سا تش س ی س ت س ای ػا ی ع تا پیچؾ 90 دسخ ا دام داد ذ ـاى داد ذ ک پش ای هاسپیچی 5 گـتا س ه فی سا کا ؾ هید ذ. اها اضح اػت ک ضی ػاخت ایي پش ای داسای پیچؾ تؼیاس تیـتش اص و ای ػاد تذ ى پیچؾ تا هقغـ یندایش هیتاؿذ. ػا ا وکاساى [ ]8 ـاى داد ذ اػتفاد اص دسیچ 6 ه دش ت کا ؾ گـتا س ه فی دس تید افضایؾ ضشیة ت اى هیا گیي هیؿ د دسك ستیک ایي دسیچ ا فقظ گاهی تاص ؿ ذ ک خشیاى ا سا اص ػغح هحذب پش ت ػغح هققش فث س د ذ. حذاکثش ضشیة ت اى دس آصهایـات آى ا ( 32% حذاکثش ضشیة ت اى س ت س ػا ی ع سایح 16% اػت) هیتاؿذ. آک ا وکاساى [ ]10 تاثیش افضایؾ فذد سی لذص تش خذایؾ الی هشصی تش س ی پش ای س ت س سا ه سد تشسػی قشاس داد ذ ـاى داد ذ ک افضایؾ فذد سی لذص ه دش ت تاخیش خذایؾ س ی ػغح هحذب پش ا کا ؾ پؼای فـاسی س ی پش تاصگـتی 7 دس تید افضایؾ گـتا س ایؼتایی هیؿ د. اهیشی وکاساى [ ]11 ت تشسػی اثش وضهاى نپ ؿا ی ا لی ثا ی تش ضشیة ت اى ت ستیي ػا ی ع پشداخت ا ذ. ایداد نپ ؿا ی ثا ی هثثت (فش سفتي پش ا داخل یکذیگش) نپ ؿا ی ثا ی ه فی (فاكل گشفتي پش ا اص یکذیگش) ش د ه دش ت کا ؾ ضشیة ت اى حذاکثش هیؿ د ک ایي کا ؾ دس نپ ؿا ی ثا ی ه فی تؼیاس قاتل ت خ هیتاؿذ. ت فثاست دیگش دس ن - پ ؿا ی ثا ی ه فی اهکاى فشاس خشیاى اص ػغح هققش پش ایداد هیؿ د ایي خ د تافث افت کاسایی س ت س هیؿ د. 8 کا گ وکاساى [ ]12 ت تشسػی اثش افض دى كفح ات ا ت ایی تش فولکشد س ت س ػا ی ع پشداخت ا ذ. كفحات ا ت ایی اص فشاس خشیاى ا اص ػغح پش هققش ت ع س ه ثشی خل گیشی اختالف فـاس تیي د ػغح پش سا دس ػغح تاالتشی حفؼ هیک ذ. دس آصهایـات آى ا قغش ت ی كفحات ا ت ایی 1.1 تشاتش قغش س ت س دس ؾش گشفت ؿذ اػت. الکؼا ذس وکاساى [ ]13 ت تشسػی اثش ؼثت ه ؾشی 9 تش فولکشد س ت س ػا ی ع پشداخت ا ذ. تا افضایؾ ؼثت ه ؾشی ت دلیل اثشات ک پش ا تلفات کوتش هیؿ د. افضایؾ ؼثت ه ؾشی اثشی هـات افض دى كفحات ا ت ایی داسد. ه ت وکاساى [ ]14 تاثیش اضاف ؿذى هح س 10 تش فولکشد س ت س ػا ی ع سا ه سد تشسػی قشاس داد ذ. خ د هح س دس ت ستیي كلثیت آى سا افضایؾ هید ذ اص لحاػ ػاص ای تاثیش هثثت داسد لی دس ت ستیي ایی تا نپ ؿا ی هخالف كفش هح س اص خشیاى یافتي ا هوا قت هیک ذ. ت اتشایي تایذ لقی تیي پش ا تیـتش ؿ د. چي وکاساى [ ]15 ت ستیي ػ پش ػا ی ع تا ق ع 180 دسخ هح س هشکضی دس ؼثت ای فاكل 11 هختلف تشای ػشفت ای تاد هتفا ت سا ه سد تحلیل قشاس داد ذ ت ایي تید سػیذ ذ ک ػشفت تاد اثش کوی تش ضشیة 5 Helical Valve 7 Returning Blade 8 End Plates 9 Aspect Ratio 10 Shaft 11 Gap ratio 6 خ ت خشیاى تاد یوی اص آى دس خ ت خشیاى دس حال حشکت اػت. فاهل اكلی ت لیذ گـتا س دس ایي ت ستیي ا اختالف تیي ضشیة پؼای ایي د یو اػت ت ویي دلیل عشاحی ت ی ؿکل پش س ت س آى ا اص ا ویت یظ ای تشخ سداس اػت [.]2,1 خ ا ویشی وکاساى [ ]3 ت تشسػی ضخاهت ایشف یل تش فولکشد ت ستیي تادی هح س فو دی تا پش هؼتقین پشداخت ا ذ ت ایي تید سػیذ ذ ک ایشف یل NACA 0012 ت تشیي ضشیة فولکشد سا دس هحذ د ؼثت ػشفت ک تیـتش اص 4 سا داسد. فلیسغن کوتش ت دى ضشیة ت اى س ت س ػا ی ع ؼثت ت ت ستیي ای هح س افقی ت ستیي داسی ع هضایای صیادی تشای س ت س ػا ی ع خ د داسد ک دس ریل ت تقذادی اص آى ا اؿاس ؿذ اػت : عشاحی ػاخت ػاد قیوت اسصاى گـتا س سا ا ذاصی تاال فذم اتؼتگی ت خ ت تاد قاتلیت اػتفاد دس ه اعق كحشایی د س اص ؿ ش دس هقیاع ای ک چک ها ذ ؿاسط تاتشی ش ؿ اػتفاد اص لتاط DC لة ط شات س دس ضدیکی صهیي هـکالت ػیؼتن ا تقال قذست کوتش تقویش گ ذاسی آػا تش. یکی اص عشاحی ای تؼیاس سایح اص ت ستیي ای هح س قائن فول ک ذ تش اػاع یش ی پؼا س ت س ای ػا ی ع 1 ؼت ذ ک اص د پش یو اػت آى ای تا هقغـ ین دایش تـکیل ؿذ ا ذ. تاک ى هغالقات فشا ا ی تش س ی ه ح ی س ت س ای ػا ی ع ت ه ؾ س کن کشدى ضشیة پؼا گاهی ک دس هقاتل خ ت تاد حشکت هی ک ذ افضایؾ ضشیة پؼا گاهی ک دس خ ت تاد حشکت هیک ذ ا دام ؿذ اػت. اص آى خول هیت اى ت کاس ت ؾ اؿاس کشد ک یک ه ح ی دسخ 4 تشای س ت س پیـ اد کشد اػت [.]4 وچ یي تالؽ - ای صیادی تشای افضایؾ سا ذهاى ایي ت ستیي ا ا دام ؿذ ایذ ای خذیذی یض اسائ گشدیذ اػت. کیا یفش وکاساى [ ]2 ت تشسػی اثش ؿکل پش تش فولکشد ت ستیي ػا ی ع ت ك ست فذدی آصهایـگا ی پشداخت ا ذ ت ایي تید سػیذ ذ ک دس هدو ؿ پش ای ػا ی ع هتذا ل ( یو اػت آى ای تا هقغـ ین دایش ) تا هیضاى نپ ؿا ی تذ ى تقذ ( 0.2 تذ ى تقذ ؿذ ؼثت ت تش پش ) ت تشیي سا ذهاى سا داس ذ. ت سػیي وکاساى [ ]6,5 اص یک تیغ هحافؼ 2 دس هقاتل س ت س تشای کا ؾ گـتا سی ک تش س ی قؼوت هحذب س ت س ک دس حال د ساى دس خ ت هخالف تاد اػت اػتفاد کشد ذ. آى ا تا اػتفاد اص تایح آصهایـگا ی یض ؿثی ػاصی فذدی اثش خ د تیغ هحافؼ سا تشسػی کشد ع ل ت ی تیغ هحافؼ سا ک هیت ا ذ ػثة افضایؾ گـتا س ایؼتایی س ت س ؿ د تذػت آ سد ذ. آى ا ـاى داد ذ ک اگش پاساهتش ای تیغ دسػت ا تخاب ؿ ذ ضشیة ت اى حذاکثش اص 16% ت هقذاس 38% افضایؾ هی - یاتذ. ایشات وکاساى [ ]7 تشای حفؼ کشدى س ت س ای ػا ی ع اص آػیة دیذى دس ػشفت ای هختلف تاد اص خقث سا وا 3 اػتفاد کشد ذ. ایي خقث سا وا وچ یي ه خة افضایؾ ػشفت د سا ی قذست خش خی دس ػشفت ای پاییي تاد هیؿ د. اهکاى تؼت ؿذى دی اس هتحشک دس ك ست ق ؿ تاد ای ق ی ت ه ؾ س خل گیشی اص آػیة سػیذى ت س ت س خ د داسد. آى ا ـاى داد ذ اگش اتقاد دی اس 1.4 تشاتش قغش س ت س تاؿذ هؼاحت س دی خقث 0.43 تشاتش هؼاحت خش خی خقث تاؿذ ضشیة ت اى حذاکثش ت 1.23 تشاتش ضشیة ت اى حذاکثش س ت س تذ ى خقث سا وا افضایؾ هییاتذ. ػا ا وکاساى [ ]8 پش ای پیچی ؿکل 4 دس یک ػیؼتن ت ستیي ػ پش سا تا پش ای سایح تذ ى پیچؾ تا هقغـ ین دایش هقایؼ کشد ذ. دس عشح
ؿذ اػت. -2 هعرفی توربین پاساهتش ای ه ن س ت س 6 پش دس "ؿکل "2 هقشفی ؿذ اػت D. قغش اػت ا فاكل هح س اػت ا تا هشکض تش پش کاهال تاص فاكل هح س اػت ا تا ک پش کاهال تاص صا ی چشخؾ هیتاؿذ. ش پش دس ش د س چشخؾ کاهل د فشای ذ تاص تؼت ؿذى سا عی هیک ذ. یا گ الى [ ]20 تا اػتفاد اص آ الیض تلا یش ضثظ ؿذ ت کوک د ستیي ػشفت تاال دس آصهایـگا دس ػشفت ای صا ی ای هختلف هـخق کشد ذ ک فشای ذ تاص ؿذى پش ا اص 90 دسخ ؿش ؿ دس 120 دسخ خاتو هییاتذ فشای ذ تؼت ؿذى اص صا ی 180 ؿش ؿ دس صا ی 360 دسخ ت اتوام هیسػذ. صا ی تیي هواع تش پش اػت ا دس حالت کاهال تاص 120 دسخ اػت. وچ یي هـخق ؿذ ک فشای ذ ای تاص تؼت ؿذى تقشیثا هؼتقل اص ؼثت ػشفت ک پش هیتاؿ ذ. تشاػاع ایي یافت ا ه ققیت ش پش دس یک ػیکل تشای س ت س ای 3 4 6 پش دس "ؿکل ای 3 تا "5 آ سد ؿذ اػت. ی ک ػیکل چشخؾ تشای س ت س 6 پش 60 دسخ تشای س ت س ای 4 3 پش ت تشتیة 90 120 دسخ اػت. - 3 روش انجام آزهایش آصهایؾ ا دس یک ت ل تاد ت اتقاد 0.6 0.6 هتش دس آصهایـگا ػیاالت دا ـگا فشد ػی هـ ذ ا دام ؿذ اػت ". ؿکل "6 وایی اص ایي ت ل تاد ت وشا هدو ف ت ستیي سا ـاى هید ذ. ایي ت ل تاد ػشفت تاد تا 25 هتش تش ثا ی سا فشا ن هیک ذ. هدو ف ت ستیي دس فاكل 300 هیلیهتشی اص ا ت ای ت ل تاد دس خاسج آى قشاس گشفت اػت. دلیل قشاس دادى ت ستیي دس خاسج ت ل س ایی Fig. 1 A schematic of the rotor with 6 blades شكل 1 تل یش ؿواتیک اص س ت س ؿؾ پش azimuth angle Stage Cavity Guide Vane Fig. 2 Rotor parameters 2 3 شكل 2 پاساهتش ای س ت س 29 گـتا س اػتاتیکی داسد. تا ایي حال تاص صا ی ػوتی 1 ه فی کوتش هیؿ د تا افضایؾ ؼثت فاكل ایي تاص یض افضایؾ هییاتذ. اص ایي س س ت س ػ پش ػا ی ع ضشیة گـتا س اػتاتیکی ه فی سا حزف ویک ذ لی و داس ای گـتا س ؼثت ت س ت س د پش و استش هیؿ د. ایاؿی وکاساى [ ]16 تایح آ الیض آیش دی اهیکی ت ستیي ػا ی ع سایح یک عثق 2 سا تا ت ستیي د عثق هقایؼ کشد ذ ـاى داد ذ ک افض دى عثق ػا ات گـتا س سا کا ؾ هید ذ. لی تا اضاف ؿذى عثق ای شػی ت ستیي صیاد ؿذ اهکاى تش ص هـکالت ػاص ای خ د داسد. ػ فش وکاساى [ ]17 عشحی اص ت ستیي هح س فو دی تا حفش 3 سا تشای کاستشد دس ه اعق ؿ شی ه سد تشسػی قشاس داد ذ ـاى داد ذ تا افضایؾ هؼاحت س ت س ی تاد ضشیة پؼا افضایؾ هییاتذ. ؿا یضاسؿ وکاساى [ ]18 ت تشسػی اثش صا ی تیغ ای سا وای 4 هؼتقل اص خ ت صؽ تاد تش فولکشد ت ستیي ای تادی هح س فو دی پشداخت ا ذ تا اػتفاد اص دی اهیک ػیاالت هحاػثاتی ص ایای ه اػة تیغ سا وا سا هحاػث کشد ذ ـاى داد ذ دس ؼثت ػشفت ک 0.745 ت اى خش خی 40.9% افضایؾ هییاتذ. سیچی وکاساى [ ]19 فولکشد آیش دی اهکی یک ت ستیي تادی هح س فو دی ػا ی ع سا ت ف اى کاستشد دس ه اعق ؿ شی س ؿ ایی هقاتش دس افذاد سی لذص هختلف ه سد تشسػی قشاس داد ذ ـاى داد ذ خ د كفحات ا ت ایی نپ ؿا ی ضشیة ت اى سا افضایؾ دس حالیک خ د ؿثک ای خاسخی پؼت ا اثشات ه فی تش فولکشد س ت س داسد. ت تشیي تایح تشای س ت سی تا صا ی پیچؾ 105 دسخ تا دس ؾش گشفتي نپ ؿا ی كفحات ا ت ایی تذػت آهذ اػت. وا غ س ک اؿاس ؿذ فلیسغن ضشیة ت اى کن ت ستیي ػا ی ع پظ ؾ ای صیادی دس ایي صهی دس عی ػال ا ا دام ؿذ اػت. یکی اص تضسگتشیي هقایة ت ستیي ػا ی ع گـتا س ه فی پش پـت ت تاد هیتاؿذ. ت - ه ؾ س سفـ ایي هـکل ت ث د فولکشد آیش دی اهیکی آى عشح خذیذی ت ام ت ستیي آتی ا تش دس ػال 2011 ت ػظ یا گ الى [ ]20 اسائ ؿذ اػت. دس ایي ت ستیي اص قاتلیت خوـ تاص ؿذى پش ا اػتفاد ؿذ اػت. تذیي ك ست ک پش ای س ت تاد ت ػیل خشیاى تاد تاص هیؿ ذ پش ا دس ػوت هخالف ت ػیل خشیاى تؼت هیؿ ذ اخاص فث س خشیاى تا کوتشیي هقا هت ؼثت ت اػت ا سا فشا ن هیک ذ. پش ا دس هحل اػت ا ل ال ؿذ ا ذ گـتا س ه فی پش تاصگـتی ت کوک ویي قاتلیت خوـ تاص ؿذى پش ا حزف هی - ؿ د. ف ذم تشسػی کاهل پاساهتش ای ذػی خشیاى تش س ی ایي ؿ ت ستیي صهی پظ ؾ تیـتش دس ایي ح ص سا فشا ن آ سد اػت. دس هقال حاضش اثشات تقذاد پش فذد سی لذص ؿذت آؿفتگی كفحات ا ت ایی تش فولکشد آیش دی اهیکی ایي عشح خذیذ ت ك ست آصهایـگا ی فذدی هغالق ؿذ اػت. آصهایـات دس یک ت ل تاد صیش ك تی ؿثی ػاصی ای فذدی تا اػتفاد اص شمافضاس ا ؼیغ فل ئ ت 12 س ؽ قاب هتحشک دس یک ح ص حل د تقذی ا دام ؿذ اػت. دس ؾش گشفتي فشم د تقذی ت ػظ هحققیي هختلف اص خول الؼا ذس [ ]21 تشسػی ؿذ اػت. آى ا ـاى داد ذ ک اػتفاد اص كفحات ا ت ایی سفتاس ػ تقذی خشیاى سا هحذ د هیک ذ ت اتشایي هی ت اى تایح آصهایـگا ی سا تا تایح فذدی د تقذی تا دقت ه اػثی هقایؼ کشد [.]25-22 دس "ؿکل "1 ؿواتیکی اص ایي ؿ ت ستیي خذیذ ـاى داد
شكل 3 ه ققیت پش ا دس یک ػیکل چشخؾ تشای س ت س ؿؾ پش تیي هقادیش ـاى داد ؿذ ت ػظ یش ػ ح ا. اص حاكلضشب ایي یش دس ؿقاؿ قشقش هقذاس گـتا س هحاػث هیؿ د (دقت یش ػ ح ا ±1 ی تي). ؿواتیکی اص تد یضات ه سد اػتفاد دس تقییي گـتا س دس "ؿکل "7 اسائ ؿذ اػت. ػشفت تاد تا اػتفاد اص یک تادػ ح ل تش ى 2 تا تاص ا ذاص گیشی 0.8 تا 30 هتش تش ثا ی دقت ا ذاص گیشی ± 0.1 هتش تش ثا ی ا ذاص گیشی ؿذ اػت. وچ یي ا ذاص گیشی ػشفت د سا ی س ت س تا اػتفاد اص د سػ ح سی کاهپکت 3 تا تاص ا ذاص گیشی 3 تا 99999 د س تش دقیق دقت ا ذاص گیشی 0.05% ا دام ؿذ اػت. خ غ ت ستیي ا آ ي گال ا یض تا ضخاهت 0.4 هیلیهتش هیتاؿذ. س ت س ای ه سد آصهایؾ تا تقذاد پش 6 4 3 دس "ؿکل "8 ـاى داد ؿذ اػت هـخلات ذػی س ت س ا دس خذ ل 1 اسائ ؿذ اػت. تحلیل تشسػی فذم قغقیت ا تشای توام آصهایـات تشاػاع تک یک اغتـاؿات هت الی ]31,30[ 4 اسائ ؿذ اػت. حذاکثش هقادیش فذم قغقیت ا تشای پاساهتش ای اكلی دس خذ ل 2 آهذ اػت. جدول 1 پاساهتش ای ذػی ت ستیي ای تؼت ؿذ Table 1 Geometrical parameters of the tested turbines ؿ س ت س 3 پش 4 پش 6 پش ) H(mm ) D(mm 211 320 160 ) Rt(mm 193 320 160 160 320 160 Fig. 4 Blade positions in a cycle of rotation for the 4-blade rotor. شكل 4 ه ققیت پش ا دس یک ػیکل چشخؾ تشای س ت س چ اس پش Fig. 6 Experimental setup at Ferdowsi University of Mashhad شكل 6 تؼتش آصهایـگا ی دس دا ـگا ی فشد ػی هـ ذ Fig. 5 Blade positions in a cycle of rotation for the 3-blade rotor شكل 5 ه ققیت پش ا دس یک ػیکل چشخؾ تشای س ت س ػ پش یافتي اص هـکل ؼثت گشفتگی 1 هیتاؿذ ک كحت اػتفاد اص ایي س ؽ ت ػظ هحققیي هتقذدی تشسػی ؿذ اػت [.]28-26 گـتا س س ت س تا افوال گـتا س ثاتت ت کوک د یش ػ ح ک ت ا ت ای سیؼوا ی ک ت قشقش هتلل اػت ا ذاص گیشی هیؿ د. هح س قشقش وضهاى هیچشخ ذ دس حالی ک سیؼواى ثاتت اػت دس تید یک یش ی اكغکاکی تیي سیؼواى قشقش ت خ د هیآیذ. یش ی اكغکاکی تشاتش اػت تا اختالف Blockage Ratio 22 ] Fig. 7 A schematic of the pulley and load cells arrangement [29 شكل 7 ؿواتیکی اص تد یضات یش ػ ح قشقش ه سد اػتفاد Lutron AM-4200 Compact Instruments CT6/LSR Sequential Perturbation Technique 2 3 Fig. 3 Blade positions in a cycle of rotation for the 6-blade rotor
) (6 ػشفت تاد 1.18 ػشفت د سا ی 2.1 قغش 0.18 ؼثت ػشفت ک 2.8 ضشیة گـتا س 4.6 ضشیة ت اى 5.1-4 روش حل عددی و هعادالت حاکن تشای حل هقادالت حاکن اص شمافضاس تداسی ا ؼیغ فل ئ ت 12 اػتفاد ؿذ اػت [.]32 پغ اص حل هقادالت هـخق ؿذى ح ص ػشفت فـاس گـتا س حاكل تا اػتفاد اص حاكلضشب ا تگشال فـاس س ی پش دس فاكل ؿقافی اص هح س د ساى پش هحاػث خ ا ذ ؿذ. دس هقال حاضش تشای ؿثی ػاصی احی هتحشک د سا ی اص س ؽ قاب هتحشک اػتفاد ؿذ اػت ک احی س ت س هتحشک احی تاالدػت پاییيدػت آى ػاکي ت د ا ذ. هقادالت حاکن تش خشیاى ػیال دس د احی چشخـی س ت س احی ػاکي خذاگا حل هیؿ ذ [.]32 ا ذاص هحیظ حل ؿشایظ هشصی دس "ؿکل "9 اسائ ؿذ اػت. ؿقاؿ احی چشخـی س ت س 1.05 دس ؾش گشفت ؿذ اػت. دس هحاػثات هشت ط ت ت ستیي پاساهتش ای اكلی ؼثت ػشفت ک پش ضشیة ت اى فذد سی لذص ضشیة گـتا س ت تشتیة تا اػتفاد اص س اتظ صیش تقشیف ؿذ ا ذ [ : ]20 ) (1 ) (2 ) ( ) (7 ) (8 ] ػشفت ؼثی ) ػشفت هغلق ([ ػشفت قاب ک دس ایي هقادالت هتحشک هیتاؿذ. دس ایي هقال تشای هذلؼاصی آؿفتگی اص هذل کی اهگا اع اع تی اػتفاد ؿذ اػت. هذل کی اهگا اع اع تی خضء هذل ای د هقادل ای هی تاؿذ ک دس حقیقت تشکیثی اص د هذل کی اهگا اػتا ذاسد 2 هذل کی اپؼیل ى 3 هیتاؿذ. هذل کی اهگا اع اع تی ت ع س ه ثشی اص قذست دقت فشه الػی ى هذل کی اهگا اػتا ذاسد دس ضدیکی دی اس ا وچ یي اص اػتقالل هذل کی اپؼیل ى اص خ اف آؿفتگی خشیاى س دی دس د سدػت ت ش هیتشد. هذل کی اهگا اع اع تی دس د سدػت هـات تا هذل کی اپؼیل ى سفتاس هی ک ذ ت ویي فلت اص هـکل هذل کی اهگا اػتا ذاسد ک ت ؿذت ت خ اف آؿفتگی خشیاى س دی حؼاع اػت س ایی پیذا کشد اػت. ت ویي دلیل هذل کی اهگا اع اع تی ؼثت ت ش د هذل کی اهگا اػتا ذاسد کی اپؼیل ى اص فولکشد ت تشی تشخ سداس اػت. ت ا و ذی س ؽ قاب هتحشک ت وشا هذل آؿفتگی کی اهگا اع اع تی دس ؿثی ػاصی ت ستیي ای هح س فو دی ت ػظ هحققیي هختلف تشسػی ؿذ اػت. هقایؼ تایح فذدی آى ا تا تایح آصهایـگا ی دس ؿشایظ هختلف ـاى د ذ قاتلیت ایي هذل دس ؿثی ػاصی ت ستیي ای تادی هح س فو دی اػت [.]34-32,23 ؿشایظ هشصی تشای هقادل آؿفتگی ؿذت آؿفتگی 1% هقیاع ع لی آؿفتگی 0.6 هتش دس ؾش گشفت ؿذ اػت. هذل د تقذی اص شیک اص ت ستیي ا دس شمافضاس گوثیت ایداد ؿذ تا اػتفاد اص ػل ل ای هثلثی ؿثک ت ذی ؿذ اػت. اػتقالل تایح اص ؿثک تا هقایؼ ضشیة ت اى هیا گیي س ت س 3 پش دس ؼثت ػشفت ک 0.5 ه سد تشسػی قشاس گشفت اػت ت تشیي ؿثک اص ؾش دقت فذدی ضی هحاػثاتی تا 223000 ػل ل ا تخاب ؿذ اػت (خذ ل.)3 فاكل هت ػظ تذ ى تقذ ا لیي گش اص دی اس ( ) تؼتگی ت ؼثت ػشفت ک ه ققیت صا ی ای تقذاد پش ای ت ستیي داسد. تشای توام ؿثی ػاصی ای ا دام ؿذ دس اص 1.47 تدا ص ویک ذ. دس "ؿکل "10 ؿثک ایداد ؿذ ایي هقال هقذاس تشای یک و اص س ت س ا ـاى داد ؿذ اػت. ( ) (3 ) (4 ) ( ک دس آى ا ػشفت خشیاى استفاؿ ت ستیي گـتا س ا ذاص گیشی ؿذ ؼثت ػشفت ک ضشیة ت اى ػشفت د سا ی س ت س ضشیة گـتا س هیتاؿذ. هقادالت حاکن د تقذی تشای ت دػت آ سدى ح ص ػشفت فـاس دس احی اعشاف س ت س تا ت خ ت س ؽ قاب هتحشک هقادالت پی ػتگی ه ه ت م ؼت ذ [ :]32,23 ) (5 Fig. 9 The computational domain and the boundary conditions شكل 9 داه حل هحاػثاتی ؿشایظ هشصی SST K- Model Standard K-ω Model 3 K-ε Model 2 25 جدول 2 فذم قغقیت پاساهتش ای اكلی Table 2 Uncertainties in various basic parameters ) (% فذم قغقیت پاساهتش ) ) ( ) (9 Fig. 8 The rotors used for the experimental measurements of the current study شكل 8 س ت س ای ه سد اػتفاد دس ا ذاص گیشی آصهایـگا ی دس هقال حاضش
Fig. 10 The computational grid near the turbine blades شكل 10 ؿثک هحاػثاتی دس ضدیکی پش ای ت ستیي جدول 3 تشسػی اػتقالل تایح اص ؿثک ؿواس ؿثک تقذاد الواى ؿثک 2 3 105065 223000 357000 Table 3 Mesh independence study ضشیة ت اى هیا گیي (س ت س 3 پش ) دس TSR=0.5 0.2405 0.2255 0.2215 ؼثت ػشفت ک کا ؾ یافت تذلیل آ ک تا افضایؾ شخ د ساى ػشفت هواػی ک پش ا اص ػشفت خشیاى تیـتش ؿذ ػپغ هو ت م اص ت ستیي ت خشیاى ا ه تقل هیؿ د دس تید گـتا س س ت س کا ؾ هییاتذ. وچ یي افضایؾ تقذاد پش ه دش ت کا ؾ ضشیة گـتا س هیؿ د. دلیل ایي سفتاس ای ؼت ک تا افضایؾ تقذاد پش ش پش خشیاى ایی سا ک تش س ی پش تقذی توشکض هیک ذ سا ه حشف هیک ذ. وا غ س ک هـخق اػت تغاتق خ تی تیي تایح فذدی آصهایـگا ی تشقشاس اػت ک هیت ا ذ تاییذ ک ذ كحت دقت س ؽ فذدی تکاسگشفت تاؿذ. دس "ؿکل "16 تغییشات ضشیة ت اى هیا گیي س ت س ای 6 4 3 پش ت ك ست آصهایـگا ی فذدی اسائ ؿذ اػت. تا افضایؾ تقذاد پش ػغح پش ک چکتش(دس ك ست اػتفاد اص قغش اػت ا تشاتش) دس تید خزب ا شطی تاد کوتش ك ست هیگیشد. واىع س ک هـا ذ هی - ؿ د تا کا ؾ تقذاد پش ضشیة ت اى تیـی ؼثت ػشفت ک هت اؽش تا آى افضایؾ هییاتذ. وچ یي تاص کاسی ت ستیي 3 پش دس هقایؼ تا 6 4 پش تضسگتش هیؿ د. هقایؼ تیي تایح حاکی اص تغاتق قاتل قث ل تیي تایح فذدی آصهایـگا ی هیتاؿذ. یکی اص پاساهتش ای تاثیشگزاس تش فولکشد ت ستیي ای تادی ؿذت آؿفتگی خشیاى هیتاؿذ ک ت فی کیفیت خشیاى ای اعشاف Fig. 11 Pressure contours (Pascal) for the 6-blade rotor at TSR=0.4, for various rotor angular position شكل 11 کا ت س ای فـاس (پاػکال) تشای س ت س 6 پش دس ؼثت ػشفت ک 0.4 تشای ه ققیت ای صا ی ای هختلف 21-5 نتایج "ؿکل ای 11 تا "13 کا ت س ای فـاس سا تشای س ت س ای 3 4 6 پش دس ؿشایظ ضشیة ت اى حذاکثش ػشفت تاد 9 هتش تش ثا ی فذد سی لذص 9.9 104 ـاى هید ذ. یک ػیکل چشخؾ تشای س ت س 6 پش 60 دسخ اػت. ( θ س ت س 6 پش ) پش ای 6 1 تؼت هیتاؿ ذ ت اتشایي یچ قـی دس دس ایداد گـتا س کلی تاصی ویک ذ. پش ای 5 4 دس حال تؼت ؿذى هی - تاؿ ذ قؾ کوی دس ایداد گـتا س کلی ایفا هیک ذ. پش 3 2 کاهال تاص هی تاؿذ ت اتشایي قؾ ه وی دس ت لیذ گـتا س کلی داسد ت ح ی ک حذ دا 90% گـتا س کلی ت ػظ ایي پش ا فشا ن هیؿ د. گاهی ک ت ستیي 20 دسخ هیچشخذ پش ای 6 1 وچ اى تؼت پش ای 5 4 3 دس حال تؼت ؿذى هیتاؿ ذ. پش ؿواس 2 کاهال تاص هیتاؿذ تا ایي تفا ت ک دس ایي ه ققیت فو د ت خ ت تاد یؼت ت اتشایي ػغح س تش ی تاد کا ؾ پیذا کشد دس تید فولکشد آى تا حذ دی تحت تاثیش قشاس هیگیشد. ت ویي ه ال گاهی ک ک ت ستیي 40 دسخ هیچشخذ پش 1 کوی تاص هیؿ د خشیاى س ی پش 2 سا تحت تاثیش قشاس هید ذ گـتا س پش 2 کا ؾ هییاتذ. ت اتشایي اگشچ پش 2 دس ه ققیت کاهال تاص گ داؿت ؿذ اػت لی اص هیضاى هـاسکت آى دس ت لیذ گـتا س کلی کاػت هیؿ د. دس ه سد س ت س ای 3 4 پش یض فولکشد هـات دس پش ا سخ هید ذ. یک ػیکل چشخؾ تشای س ت س ای 3 4 پش ت تشتیة 120 90 دسخ اػت. اگشچ تا کا ؾ تقذاد پش (تا فشم قغش داسم یکؼاى) تقذاد پش ای کاهال تاص دس یک د س چشخؾ کا ؾ هییاتذ لی ػغح پش ت ین دایش ضدیک هیؿ د ک هقادیش تیـتشی اص ضشیة پؼا سا داسا هیتاؿذ[ ".]10 ؿکل "14 تغییشات ضشیة گـتا س کل سا دس یک د س چشخؾ کاهل تشای س ت س ای 6 4 3 پش تشحؼة ه ققیت صا ی ای ـاى هید ذ. وا غ س ک هـخق هیتاؿذ تا افضایؾ تقذاد پش فلیسغن کا ؾ ضشیة ت اى داه ػا ات گـتا س کا ؾ هییاتذ. تا ت خ ت "ؿکل "14 هـخق هیؿ د ک دس یچ یک اص ه ققیت ای صا ی ای ضشیة گـتا س کلی ه فی ویؿ د ایي یکی اص ه وتشیي هضیت ای ت ستیي ه سد هغالق هیتاؿذ. دس "ؿکل "15 تایح آصهایـگا ی فذدی تغییشات ضشیة گـتا س هیا گیي س ت س ای 6 4 3 پش اسائ ؿذ اػت. ضشیة گـتا س تا افضایؾ
Downloaded from mme.modares.ac.ir at 5:06 IRDT on Wednesday August 22nd 2018 Fig. 12 Pressure contours (Pascal) for the 4-blade rotor at TSR=0.5, for various rotor angular position تشای ه ققیت ای صا ی ای هختلف 0.5 پش دس ؼثت ػشفت ک 4 کا ت س ای فـاس (پاػکال) تشای س ت س 12 شكل Fig. 13 Pressure contours (Pascal) for the 3-blade rotor at TSR=0.5, for various rotor angular position تشای ه ققیت ای صا ی ای هختلف 0.5 پش دس ؼثت ػشفت ک 3 کا ت س ای فـاس (پاػکال) تشای س ت س 13 شكل Frame 001 18 Apr 2017 Internally created data set Frame 001 18 Apr 2017 Internally created data set 3 Blade 4 Blade 6 Blade 3 Blade_ Num 4 Blade_ Num 6 Blade_ Num 3 Blade_ Exp 4 Blade_ Exp 6 Blade_ Exp 0.6 1 M 0.4 C C M averaged 0.8 0.6 0.2 0.4 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 TSR 0 60 120 180 (degree) 240 300 360 Fig.15 Numerical averaged torque coefficients, C Maveraged, as a function of TSR, in comparison with the experimental data for the rotors with different number of blades هقایؼ تایح فذدی آصهایـگا ی ضشیة گـتا س هیا گیي ت ف اى تاتقی 15 شكل Fig. 14 The variations of the numerical total torque coefficients, for the rotors with various number of blades, in one complete rotor revolution at TSR=0.4 تغییشات فذدی ضشیة گـتا س کل تشای س ت س ایی تا تقذاد پش هختلف دس 14 شكل اص ؼثت ػشفت ک تشای س ت س ایی تا تقذاد پش هختلف 0.4 یک د س چشخؾ کاهل دس ؼثت ػشفت ک 21 5 شماره 61 دوره 6931 مرداد مهندسی مکانیک مدرس
Frame 001 18 Apr 2017 Internally created data set Frame 001 18 Apr 2017 Internally created data set 3 Blade_ Num 4 Blade_ Num 6 Blade_ Num 3 Blade_ Exp 4 Blade_ Exp 6 Blade_ Exp 0.22 0.18 0.16 0.14 P averaged C 0.8 0.6 P averaged 0.08 Re=7.7*10 _Num Re=9.9*104 _Num Re=1.2*105 _Num Re=7.7*10 _Exp Re=9.9*10 _Exp Re=1.2*105 _Exp 0.05 C 0.1 0.1 0.4 0.06 0.04 0.02 TSR 0.6 0.8 0.4 TSR Fig. 16 Comparison of the numerical averaged power coefficients, C Paveraged, with the experimental data, for the rotors with different number of blades شكل 16 هقایؼ تایح فذدی آصهایـگا ی ضشیة ت اى هیا گیي ت ف اى تاتقی اص ؼثت ػشفت ک تشای س ت س ایی تا تقذاد پش هختلف -6 نتیجهگیری ت ه ؾ س حزف گـتا س ه فی پش ای پـت ت تاد دس ت ستیي ای هح س فو دی فول ک ذ تشاػاع یش ی پؼا عشح خذیذی تا قاتلیت پش ای خوـ Frame 001 18 Apr 2017 Internally created data set 0.22 TI=1% TI=10% 0.18 0.16 0.12 0.1 C P averaged 0.14 0.08 0.06 0.04 0.02 0.8 0.6 0.4 TSR Fig. 17 Influence of Turbulence Intensity on the averaged power coefficient for rotor with 3 blades شكل 17 تاثیش ؿذت آؿفتگی تش ضشیة ت اى هیا گیي س ت س 3 پش 22 دس افذاد سی لذص هختلف ) 3 Blade_ Exp (without End Plate ) 3 Blade_ Exp (with End Plate ) 3 Blade_ Num (2D 0.15 0.1 C P averaged ت ستیي سا هـخق هیک ذ. تایح ـاى هید ذ ک کیفیت پاییي خشیاى ا یا خشیاى آؿفت ضشیة ت اى هیا گیي سا کا ؾ هید ذ (ؿکل.)17 تاثیش فذد سی لذص تش فولکشد آیش دی اهیکی س ت س 3 پش ت ك ست فذدی آصهایـگا ی دس "ؿکل "18 ـاى داد ؿذ اػت. افضایؾ فذد سی لذص دس تاص تغییشات ه سد تشسػی 7.7 104 تا 1.2 105 تاثیش چ ذا ی تش فولکشد س ت س ذاسد فقظ ضشیة ت اى سا ت هیضاى خیلی کن افضایؾ هید ذ. تغییش فذد سی لذص تا تغییش ػشفت خشیاى آصاد دس آصهایـگا ا دام ؿذ اػت. تغاتق تایح فذدی آصهایـگا ی دسػتی ایي هغلة سا تاییذ هی ک ذ. دس "ؿکل "19 اثش خ د كفحات ا ت ایی تش ضشیة ت اى تشسػی ؿذ اػت. اضاف ؿذى كفحات ا ت ایی اص فشاس خشیاى ا اص ػغح پش هققش خل گیشی کشد اختالف فـاس تیي د ػغح پش سا افضایؾ هید ذ دس تید ه دش ت ت ث د فولکشد ت ستیي هیؿ د. تایح ؿثی ػاصی د تقذی تغاتق قاتل قث لی تا تایح آصهایـگا ی تا خ د كفحات ا ت ایی داسد. Fig. 18 Comparison of the numerical averaged power coefficients, C Paveraged, with the experimental data, for the 3-bladed rotor at various Reynolds numbers شكل 18 هقایؼ تایح فذدی آصهایـگا ی ضشیة ت اى هیا گیي تشای س ت س 3 پش 0.05 0.8 0.6 0.4 TSR Fig. 19 Influence of End Plates on the averaged power coefficients, C Paveraged, for the 3-bladed rotor شكل 19 تاثیش كفحات ا ت ایی تش ضشیة ت اى هیا گیي تشای س ت س 3 پش تاص ؿ ذ اسائ ؿذ اػت. دس هقال حاضش فولکشد آیش دی اهیکی ت ستیي هزک س تا تایح تؼت آصهایـگا ی هقایؼ ؿذ اػت. آصهایؾ ا دس یک ت ل تاد صیشك ت دس آصهایـگا ػیاالت دا ـگا فشد ػی هـ ذ ؿثی ػاصی ای فذدی تا اػتفاد اص شمافضاس ا ؼیغ فل ئ ت 12 تا اػتفاد اص س ؽ قاب هتحشک ا دام ؿذ اػت. تایح فذدی نخ ا ی قاتل قث لی تا تایح آصهایـگا ی تا خغایی کوتش اص 12% داس ذ. دس هقال حاضش اثشات تقذاد پش فذد سی لذص ؿذت آؿفتگی كفحات ا ت ایی تشسػی ؿذ اػت تایح حاكل ت ع س خالك دس ایي تخؾ اسائ ؿذ اػت : ایي عشح خذیذ دس یک د س کاهل چشخؾ گـتا س ه فی ذاسد ت ستیي ػ پش ت تشیي فولکشد آیش دی اهکی سا تا تیـی ضشیة ت اى 0.21 دس ؼثت ػشفت ک 0.5 داسد. اگشچ تا افضایؾ تقذاد پش ػا ات گـتا س کا ؾ هییاتذ لی ضشیة ت اى هیا گیي یض کا ؾ هییاتذ. هحذ د کاسی ت ستیي ( ؼثت ػشفت ک) تشای ت ستیي ػ پش تضسگتش اػت اص ایي هحذ د تشای ت ستیي ای 6 4 پش. دس هحذ د فذد سی لذص ه سد هغالق دس ایي هقال فذد سی لذص اثش ه وی تش ضشیة ت اى هیا گیي ذاسد. 0.15 0.12
Downloaded from mme.modares.ac.ir at 5:06 IRDT on Wednesday August 22nd 2018 Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 96, No. 8 9, pp. 1359-1375, 8, 2008. [9] M. A. Kamoji, S. B. Kedare, S. V. Prabhu, Performance tests on helical Savonius rotors, Renewable Energy, Vol. 34, No. 3, pp. 521-529, 3, 2009. [10] J. V. Akwa, H. A. Vielmo, A. P. Petry, A review on the performance of Savonius wind turbines, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 16, No. 5, pp. 3054-3064, 6, 2012. [11] M. Amiri, M. Kahrom, A. Kianifar, Numerical and experimental investigation on effects of the rotor structure on the performance of Savonius vertical axis wind turbine, Modares Mechanical Engineering, Vol. 15, No. 6, pp. 123-131, 2015 ( in persian )فاسػی. [12] C. Kang, H. Liu, X. Yang, Review of fluid dynamics aspects of Savonius-rotor-based vertical-axis wind rotors, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 33, No. 0, pp. 499-508, 5, 2014. [13] A. J. Alexander, B. P. Holownia, Wind tunnel tests on a savonius rotor, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 3, No. 4, pp. 343-351, 1978. [14] J. L. Menet, N. Bourabaa, increase in the savonius rotors efficiency via a parametric investigation, Sandia Laboratories, Albuquerque,NewMexico,1977.http://educypedia.karadimov.info/li brary/23_1400_jeanlucmenet_01.pdf. [15] L. Chen, J. Chen, H. Xu, H. Yang, C. Ye, D. Liu, Wind tunnel investigation on the two- and three-blade Savonius rotor with central shaft at different gap ratio, Journal of Renewable and Sustainable Energy, Vol. 8, No. 1, pp. 013303, 2016. [16] T. Hayashi, Y. Li, Y. Hara, K. Suzuki, Wind Tunnel Tests on a Different Phase Three-Stage Savonius Rotor, JSME International Journal Series B Fluids and Thermal Engineering, Vol. 48, pp. 916, 2005. [17] K. Suffer, R. Usubamatov, G. Quadir, K. Ismail, Modeling and numerical simulation of a vertical axis wind turbine having cavity vanes, Fifth International Conference on Intelligent Systems, Modelling and Simulation, USA, 27-29 Jan,2014. [18] B. Shahizare, N. Nik-Ghazali, W. T. Chong, S. Tabatabaeikia, N. Izadyar, A. Esmaeilzadeh, Novel investigation of the different Omni-direction-guide-vane angleseffects on the urban vertical axis wind turbine output power via three-dimensional numerical simulation, Energy Conversion and Management, Vol. 117, pp. 206 217, 2016. [19] R. Ricci, R. Romagnoli, S. Montelpare, D. Vitali, Experimental study on a Savonius wind rotor for street lighting systems, Applied Energy, Vol. 161, pp. 143-152, 2016. [20] B. Yang, C. Lawn, Fluid dynamic performance of a vertical axis turbine for tidal currents, Renewable Energy, Vol. 36, No. 12, pp. 3355-3366, 12, 2011. [21] V. D Alessandro, S. Montelpare, R. Ricci, A. Secchiaroli, Unsteady Aerodynamics of a Savonius wind rotor: a new computational approach for the simulation of energy performance, Energy, Vol. 35, No. 8, pp. 3349-3363, 8, 2010. [22] M. H. Nasef, W. A. El-Askary, A. A. AbdEl-hamid, H. E. Gad, Evaluation of Savonius rotor performance: Static and dynamic studies, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 123, Part A, No. 0, pp. 1-11, 12, 2013. [23] W. A. El-Askary, M. H. Nasef, A. A. AbdEl-hamid, H. E. Gad, Harvesting wind energy for improving performance of Savonius rotor, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 139, No. 0, pp. 8-15, 4, 2015. [24] B. Emmanuel, W. Jun, Numerical Study of a Six-Bladed Savonius Wind Turbine, Journal of Solar Energy Engineering, Vol. 133, No. 4, pp. 044503-044503, 2011. [25] M. Torresi, B. Fortunato, G. Pascazio, S. M. Camporeale, CFD Analysis of a Savonius Rotor in a Confined Test Section and in Open Field, Vol. 1, Aircraft Engine; Ceramics; Coal, Biomass and Alternative Fuels; Wind Turbine Technology, Vancouver, British Columbia, Canada, June 6 10, 2011. [26] S. Roy, U. K. Saha, Wind tunnel experiments of a newly developed two-bladed Savonius-style wind turbine, Applied Energy, Vol. 137, No. 0, pp. 117-125, 2015. [27] N. H. Mahmoud, A. A. El-Haroun, E. Wahba, M. H. Nasef, An experimental study on improvement of Savonius rotor performance, Alexandria Engineering Journal, Vol. 51, No. 1, pp. 19-25, 3, 2012. 23 ضشیة ت اى هیا گیي سا کیف یت پاییي خشیاى ا یا خشیاى آؿفت. کا ؾ هید ذ افض دى كفحات ا ت ایی اص فشاس خشیاى ا اص ػغح پش هققش. خل گیشی کشد دس تید ه دش ت ت ث د فولکشد ت ستیي هیؿ د فهرست عالئن -7 ضشیة گـتا س ضشیة ت اى )mm( قغش اػت ا D -2 )ms ( ؿتاب گشا ؾ )mm( استفاؿ س ت س تا ؼ س یک )kgm-1s-2( فـاس )mm( فاكل هح س اػت ا تا هشکض تش پش کاهال تاص )mm( فاكل هح س اػت ا تا ک پش کاهال تاص فذد سی لذص )Nm( گـتا س ؼثت ػشفت ک )ms-1( ػشفت خشیاى H I p T TSR U )ms-1( ػشفت قاب هتحشک )ms-1( ػشفت هغلق )ms-1( ػشفت ؼثی فاكل هت ػظ تذ ى تقذ ا لیي گش اص دی اس )degree( صا ی چشخؾ )Pas( لضخت دی اهیکی )kgm-3( چگالی )kgm-1s-2( تا ؼ س ت ؾ )rad s-1( ػشفت د سا ی مراجع - 8 [1] T. Zhipeng, Y. Yingxue, Z. Liang, Y. Bowen, A review on the new structure of Savonius wind turbines, Advanced Materials Research, Vol. 608, pp. 467-478, 2013. [2] A. Kianifar, M. Anbarsooz, Blade curve influences on the performance of Savonius rotors: Experimental and numerical, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, Vol. 225, pp. 343-350, 2011. [3] M. Jahanmiri, A. Shooshtaryrezvany, M. Nirooei, A computational study of the effect of blade thickness on performance of vertical axis wind turbine, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, Vol. 13, No. 5, pp. 57-65, 2016. [4] F. Wenehenubun, A. Saputra, H. Sutanto, An experimental study on the performance of savonius wind turbines related with the number of blades, Energy Procedia, Vol. 68, pp. 297-304, 4, 2015. [5] B. D. Altan, M. Atılgan, An experimental and numerical study on the improvement of the performance of Savonius wind rotor, Energy Conversion and Management, Vol. 49, No. 12, pp. 34253432, 12, 2008. [6] B. D. Altan, M. Atılgan, The use of a curtain design to increase the performance level of a Savonius wind rotors, Renewable Energy, Vol. 35, No. 4, pp. 821-829, 4, 2010. [7] K. Irabu, J. N. Roy, Characteristics of wind power on Savonius rotor using a guide-box tunnel, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 32, No. 2, pp. 580-586, 11, 2007. [8] U. K. Saha, S. Thotla, D. Maity, Optimum design configuration of Savonius rotor through wind tunnel experiments, Journal of Wind 5 شماره 61 دوره 6931 مرداد مهندسی مکانیک مدرس
Downloaded from mme.modares.ac.ir at 5:06 IRDT on Wednesday August 22nd 2018 [31] R. J. Moffat, Describing the uncertainties in experimental results, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 1, No. 1, pp. 3-17, 1, 1988. [32] A. Inc., ANSYS FLUENT 12.0 Theory Guide: ANSYS, Inc., 2009; http://www.ansys.com/products/fluids/ansys-fluent. [33] K. Pope, V. Rodrigues, R. Doyle, A. Tsopelas, R. Gravelsins, G. F. Naterer, E. Tsang, Effects of stator vanes on power coefficients of a zephyr vertical axis wind turbine, Renewable Energy, Vol. 35, No. 5, pp. 1043-1051, 5, 2010. [34] R. Lanzafame, S. Mauro, M. Messina, 2D CFD Modeling of HDarrieus Wind Turbines Using a Transition Turbulence Model, Energy Procedia, Vol. 45, pp. 131-140, 2014. 5 شماره 61 دوره 6931 مرداد مهندسی مکانیک مدرس [28] S. Roy, U. K. Saha, An adapted blockage factor correlation approach in wind tunnel experiments of a Savonius-style wind turbine, Energy Conversion and Management, Vol. 86, No. 0, pp. 418-427, 10, 2014. [29] M. Anbarsooz, Aerodynamic performance of helical Savonius wind rotors with 30 and 45 twist angles: Experimental and numerical studies, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, May 10, 2016, 2016. [30] R. J. Moffat, Contributions to the Theory of Single-Sample Uncertainty Analysis, Journal of Fluids Engineering, Vol. 104, No. 2, pp. 250-258, 1982. 93