The validation is carried out with experimental result of the DONQI horizontal axis wind turbine

یشهوژپ یملع همانهام

یسدنهم کیناکم

سردم

mme.modares.ac.ir

Please cite this article using:

لیسناتپ نایرج شور زا هدافتسا اب لاناک یاراد یداب نیبروت لیلحت

یناحط یبتجم

*

نایناهفصا دیحو ،

1

نودیرف دمحم ،

2 3

داژن

-1 نارهت ،نارهت هاگشناد ،اضفاوه یسدنهم ،رایداتسا

-2

،کیناکم یسدنهم ،داتسا نارهت ،نارهت هاگشناد

-3 نارهت ،نارهت هاگشناد ،اضفاوه یسدنهم ،دشرا یسانشراک

یتسپ قودنص ،نارهت * 143951374

، m.tahani@ut.ac.ir

هلاقم تاعلاطا هدیکچ

لماک یشهوژپ هلاقم :تفایرد دادرم02 1396

:شریذپ رهم02 1396

:تیاس رد هئارا نابآ05

1396 شهوژپ رد

یاه نیبروت اب طبترم هب لاناک یاراد یاه

تست زا هتساخرب یاهرتماراپ هب هتسباو بلغا لح دنور ،لاناک تارثا ندرک ظاحل روظنم یاه

باه نینچمه و نایرج لاناک تارثا نتفرگرظن رد روظنم هب یشور هئارا فده رضاح شهوژپ رد .تسا یتابساحم تلاایس کیمانید ای و یبرجت درکلمع رب نیبروت تست هب زاین نودب یداب نیبروت

هنیزه یاه هیبش و یبرجت رب یزاس

نامز یددع یاه شور زا روظنم نیدب .تسا رب

نایرج

یم هدافتسا لیسناتپ یم هتفرگ رظن رد هلأسم یدورو ناونع هب اسپ و آرب بیارض اهنت و دوش

شور .دنوش هبادرگ ازآرب طخ یروئت و حطس یاه رب

تویاب نوناق هیاپ -

اواس تار شور ناونع هب لیلحت روظنم هب یددع یاه

درکلمع هدش هدافتسا لاناک یاراد یقفا روحم یداب نیبروت هدافتسا اب .دنا

مرن زا هئارا متیروگلا بلتم رازفا همانرب هدش

هدش یسیون لاناک یاراد یقفا روحم یداب نیبروت یبرجت جیاتن زا هدافتسا اب شور یجنسرابتعا .تسا

یکناد اجنا هدش م یبرجت جیاتن اب یلوبق لباق قباطت هدمآ تسد هب جیاتن .تسا عجارم رد دوجوم

درکلمع رب لاناک ریثأت نداد ناشن روظنم هب .دنراد

هدش هسیاقم لاناک نودب تلاح رد نیبروت نامه یجورخ ناوت اب لاناک یاراد نیبروت یجورخ ناوت ،یداب نیبروت تسا

ناوت ینحنم . ناشن

هدنهد

زفا تسا لاناک یاراد تلاح رد یجورخ ناوت شیا .

:ناگژاو دیلک لاناک یاراد یداب نیبروت لیسناتپ نایرج هبادرگ شور حطس یاه

ازآرب طخ یروئت

Investigation of ducted wind turbine using potential flow method

Mojtaba Tahani^1*, Vahid Esfahanian²,Mohammad Fereidoonnezhad¹

1- Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran.

2- Department of Mechanical Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

* P.O.B. 143951374 Tehran, Iran, m.tahani@ut.ac.ir

ARTICLE INFORMATION ABSTRACT

Original Research Paper Received 24 July 2017 Accepted 24 September 2017 Available Online 27 October 2017

In researches on ducted wind turbines, in order to consider the effects of the duct, the solution process is dependent on parameters which arise from experimental tests or computational fluid dynamics. In the present study, our goal is to present a method for considering the effects of the duct and hub on the wind turbine enclosed in a duct without the need for costly experimental tests or time-consuming numerical simulations. For this purpose, the potential flow method which requires only lifts and drag coefficients as input parameters is used. The surface vorticity method and the lifting line theory based on the Biot- Savart law are implemented as a numerical method to analyze the performance of the ducted horizontal axis wind turbine. The proposed method is programmed in the MATLAB software. The validation is carried out with experimental result of the DONQI horizontal axis wind turbine. The results are in good agreement with experimental data in the literature. The output power of the ducted wind turbine is compared to the same bare wind turbine to show the effect of the duct on the performance of the wind turbine. The power curve illustrates that the ducted wind turbine produces more power than an unducted wind turbine in the same condition.

Keywords:

Ducted wind turbine Potential flow Surface vorticity method Lifting line theory

همدقم-1 داب یژرنا یناهج نامزاس شرازگ [

]1 ناشن رد داب تیفرظ دشر هدنهد 15

یداب یژرنا یلک تیفرظ شرازگ نیا ساسارب .تسا هتشذگ لاس لیسناتپ یجنس لاس رد ناهج هدش نیب یاه

2002-2016 زا یدلایم

31100

هب تاواگم 486790 واگم هتفای شیازفا تا زا شیب( ریگمشچ دشر نیا .تسا

ناشن )ربارب15 یعبنم ناونع هب یداب یژرنا زا هدافتسا و هجوت ترورض هدنهد

نیبروت زا هدافتسا .تسا ریذپدیدجت هویش زا یکی یداب یاه

هرهب یاه زا یریگ

تیدودحم و تارضم هب هجوت اب .تسا لیسناتپ نیا تخوس زا هدافتسا یاه

یاه ف یژرنا هب رتشیب هجوت موزل و یلیس نیبروت زا هدافتسا ون یاه

زین یداب یاه

هتفای شیازفا .تسا

نیبروت یهدزاب هویش هب یداب یاه

زا یکی .تسا شیازفا لباق یفلتخم یاه

شور روتور لحم رد داب تعرس شیازفا روظنم هب یطیارش ندرک مهارف اه

بروت فارطا نایرج لاناک زا هدافتسا .تسا نی

یهدزاب شیازفا ببس یداب یاه

نآ یم اه نیبروت ییاراک دوبهب رکف هب ناققحم هک ینامز زا .دوش یداب یاه

زین لاناک یاراد یداب نیبروت یژولونکت تمس هب قیقحت و لیامت ،دندوب .تفای شرتسگ

-1 -1 قیقحت هنیشیپ نیبروت رد نایرج لاناک زا هدافتسا لاس هب یداب یاه

یمرب1929 ییاج .ددرگ

نیبروت تسد نیا زا هدافتسا یروئت هک دوب یدارفا نیتسخن زا زتب هک ار اه

ارا ئ ه داد [ ]2 نآ هعسوت رب زکرمت اب اهدعب . باب نیا رد زین یرتشیب تاقیقحت ،

هب .تفرگ تروص نادنمشناد طسوت هرپ فارطا لاناک یریگراک

نیبروت یاه

شور زا یکی یداب نیبروت ناوت تیوقت روظنم هب یساسا یاه

.تسا یداب یاه

تسا نایرج لاناک زا هدافتسا یلصا فده نیبروت یمرج نایرج شیازفا [

].3

نیبروت هنیمز رد هک یریخا تاقیقحت رد یداب یاه

هتفرگ تروص

شرازگ هرهب شیازفا ناکما زا یکاح ییاه هب اب داب لیسناتپ زا یریگ

یریگراک

هب زتب تربلآ متسیب نرق لیاوا رد .دراد دوجو روتور نوماریپ یطورخم یارجم داب زا لاصحتسا لباق ناوت هنیشیب هک داد ناشن كیسلاک كیزیف نیناوق كمک نیبروت رد یقفا روحم یاه 50.73%

تسا [ ]4 . هب ناوت رد لااب دح نیا دوجو

هتفای ترهش زتب نوناق رگیا .تسا

ا [ ]5 ناراکمه و نمروف و [

]6 دنداد ناشن

یم نیبروت لوح یطورخم یارجم زا هدافتسا اب هک هدزاب هب ناوت

ییلااب یاه

هئارا بیرض زا رتشیب یتح ییاهن تمیق جیاتن نیا .تفای تسد زتب طسوت هدش

یم شهاک ار داب ناوت ج تارییغت داجیا ناکما و دنهد

یحارط رد ار یدید

نیبروت یم مهارف اه .دنروآ

كیلوکین مرن زا هدافتسا اب ناراکمه و متیروگلا هیاپ رب یلدم بلتم رازفا

رب هدمع رتماراپ دنچ ریثأت یسررب یارب یزاف یاضف رد لیلحت /یبصع هکبش نیبروت درکلمع لاناک یداب یاه

هداد هعسوت راد دنا

[ ]7 . زا قیقحت نیا رد

كیمانید تاعلاطا هداد ناونع هب یتابساحم تلاایس

لدم یارب یدورو یاه

و رواتشگ بیرض ،ناوت بیرض رب نایرج لاناک ندوزفا ریثأت و هدش هدافتسا هدش هبساحم روتور نارود تعرس .تسا

لاس رد یاراد یداب نیبروت یبرجت یسررب هب ناراکمه و نپوه نت2009

یکناد مان هب لاناک دنتخادرپ1

8 [ .] نآ هیحان ندرک هتفشآ اب هک ضرف نیا اب اه

هلابند دهاوخ شیازفا لاناک یاراد نیبروت یجورخ ناوت2

اب ار راک نیا .تفای

نآ تارثا و دنداد ماجنا لاناک یتشپ هبل رد هبادرگ هدننکدیلوت كی نداد رارق شهاک ار لاناک یجورخ راشف مزیناکم نیا عقاو رد .دندرک یسررب لیصفت هب ار یم نیبروت یمرج نایرج شیازفا ببس ًابقاعتم و هداد نآ .دوش

اب هک دنتفای اه

هب هدننکدیلوت یریگراک نیبروت یجورخ ناوت هبادرگ

.تفای دهاوخ شیازفا9%

نیبروت لیلحت روظنم هب یددع شور كی شهوژپ نیا رد هچرگا یداب یاه

لاناک یاراد هئارا

هدش متیروگلا رد اما ،تسا هئارا

نآ طسوت هدش روظنم هب اه

هب یاهرتماراپ زا لاناک تارثا ندرک لامعا افتسا یبرجت نومزآ زا هدمآ تسد

هد

هدش فده رضاح شهوژپ رد .تسا هئارا

چیه دنمزاین هک تسا یشور هنوگ

متیروگلا و لاناک تارثا ندرک ظاحل هوحن .دشابن لح هسورپ رد یبرجت رتماراپ .دش دهاوخ هدد حیضوت همادا رد رظن دروم

لاس رد هدیا ناراکمه و ییلاعا 2013

نیبروت تخاس رد دیدج یا یاه

لاناک یداب ا ار راد سکلونیا مان اب هک یژولونکت نیا .دنداد هئار هدش رازاب دراو3

هب ار هناورپ و نیبروت تازیهجت ،تسا یم نیمز حطس

فذح ار سکبریگ و دروآ

یم نیا .دنک رتلااب یدورو فیق كی قیرط زا ار داب میسن یتح و داب یژولونکت

ص هب هک لکش یطورخم ریسم كی قیرط زا و هدش بذج نیمز حطس زا ترو

یم تعرس ار نآ نایرج یعیبط روتارنژ كی تمس هب تیاده نیح و دشخب

یارب ،نیمز حطس رد هدش بصن یم هدرشف تعرس شیازفا

هب .دوش روط

هصلاخ یم شیازفا داب تعرس یم دیلوت قرب تیاهن رد و دبای

تیلباق .دوش

نیبروت اب هسیاقم رد سکلونیا قرب یژرنا دیلوت ودح یلومعم یداب یاه

د 6

1 DONQI

2 Wake

3 INVELOX

تسا هدش شرازگ ربارب [

,9 ]10 . بذج نآ ندرکزکرمتم و تعرس شیازفا ،داب

یم لیکشت ار یژولونکت نیا راک تیهام .دهد

شهوژپ رتشیب رد ریثأت ندرک ظاحل روظنم هب هزوح نیا اب طبترم یاه

نایرج رب لاناک یم هدافتسا ییاهرتماراپ زا

تست زا بلغا هک دش و یبرجت یاه

هیبش ای یم تسد هب یتابساحم تلاایس كیمانید یزاس شهوژپ رد .دندمآ

ینتبم یشور هئارا اب رضاح شور زا هدافتسا اب و هلأسم رب هبادرگ عیزوت رب

هبادرگ حطس یاه ازآرب طخ یروئت نینچمه و4

باه و نایرج لاناک تاریثأت ،5 6

هدش یسررب نیبروت .تسا

هب اب هیبش هب زاین نودب شور نیا یریگراک یزاس

نامز یاه یم رب ناوت

.داد رارق یسررب دروم ار نیبروت یجورخ درکلمع

-1 -2 نیبروت تیزم لاناک یاراد یاه

نآ هب رتشیپ هک یتاقیقحت هجیتن هب دانتسا اب هب دش هراشا اه

لاناک یریگراک

یهجوت لباق ریثأت شیازفا رد

نیبروت یهدزاب دراد یداب یاه

یلک روط هب .

نیبروت نیا تیزم نیبروت هب تبسن اه

یم ار یلومعم یاه ریز تروص هب ناوت

درک نایب .

-1 لاناک نودب نیبروت تلاح هب تبسن یمرج نایرج شیازفا [

,3 ]11

-2 هار داب تعرس نیبروت هب تبسن رتمک زادنا

یلومعم یاه

-3 روتور رطق روظنم هب لاناک نودب یقفا روحم نیبروت هب تبسن رتمک

ربارب ناوت رادقم دیلوت -4 رتمک یروحم یراذگراب

-5 ادص ورس حطس شهاک [

]3

-6 کون فلاتا رد شهاک روتور هرپ7

نیبروت زا عون نیا هتبلا تیدودحم و بیاعم اه

نیگنس نزو نوچمه ییاه

یحارط یضعب رد ،لاناک رتلااب تمیق و دایز یاضف دنمزاین سکلونیا دننام اه

.دنراد زین هباشم بصن عافترا رد و ناسکی روتور اب یلومعم نیبروت هب تبسن نیا رگید هتکن لاناک رطق یحارط رد هک

حم اه عنام اهنت و درادن دوجو یتیدود

یم هب هجوت اب لاح نیا اب .دشاب هنیمز نیا رد تخاس ییاناوت و تازیهجت دناوت

حرطم یایازم نیبروت هدش

هعسوت لاح رد و هجوت دروم لاناک یاراد یاه

.دنتسه نیبروت زا تسد نیا رد عطقم ،تباث عطقم لاناک هورگ هس زا ًلاومعم اه

زان تروص هب ریغتم زا لکشتم ریغتم عطقم و )ارگاو( رزویفید ای و )ارگمه( ل

ارگمه( رزویفید و لزان -

هدش هدافتسا )ارگاو .تسا

لاناک نیا هندب هک تسا رکذ لباق یم اه

رد زین لیوفریا تروص هب دناوت

.تسا دربراکرپ دراوم زا ییاراک هب هجوت اب هک دوش هتفرگ رظن نیبروت مزیناکم هب هجوت اب ب یاه

هب تبسن نآ یایازم و لاناک یاراد یدا

نیبروت نیبروت زا تسد نیا رب زکرمت ترورض یلومعم یاه یهدزاب لیلد هب اه

یگژیو ریاس و لااب .دراد دوجو نآ یاه

-1 -3 هدافتسا دروم نیبروت هدش هدافتسا یکناد لاناک یاراد نیبروت زا هلأسم نیا رد نیبروت نیا .تسا

هرپ اب هرپ هس یقفا روحم نیبروت كی زا لکشتم هیواز و رتو و یشچیپ یاه

هتفرگ رارق لاناک كی نورد هک تسا هرپ یاتسار رد رییغتم شچیپ .تسا

هرپ زا لکشتم نیبروت یاه خن .تسا فلتخم تاصخشم اب عطقم 13

نیتس

4 Surface vorticity method

5 Lifting line theory

6 Hub

7 Tip loss

هشیر رد لیوفریا رتو لوط یاراد هرپ

0.13031

شچیپ هیواز و رتم 19.34

هب بیترت هب هرپ کون رد ریداقم نیا هک تسا هجرد 0.1054

هجرد رفص و رتم

یم لکش .دنسر ناشن 1

.تسا نایرج لاناک و نیبروت باه هسدنه هدنهد

لودج رد زین نیبروت نیا یسدنه تاصخشم .تسا هدش نایب1

-2 ر لح شو

-2 -1 هبادرگ شور حطس یاه

هبادرگ شور ،نونکات هتشذگ ههد دنچ زا ناونع هب و هتفای هعسوت حطس یاه

هدرتسگ فیط هب ینیب شیپ رازبا كی هدش لامعا یسدنهم لئاسم زا یا

.تسا

ل یسناتپ نایرج اب تخاونکی نایرج نورد مسج كی لوح 2

نیزگیاج هحفص اب مسج حطس ندرک رد .تسا ندرک لدم لباق سکترو یاه

لدم نیا هب و هدش هتفرگ رظن رد لیسناتپ نایرج یزاس ندرک لدم روظنم

هبادرگ شور زا نیبروت باه و نایرج لاناک هدش هدافتسا حطس یاه

؛تسا

ج نوچمه تجزل تارثا زا نیاربانب فرص یگتفشآ و شیاد

یم رظن .دوش

هبادرگ لدم هس تلاح رد حطس یاه

لکش رد یدعب هدش هداد ناشن2

هیلوا تردق اب هبادرگ هحفص یدودحم دادعت اب مسج حطس شور نیا رد .تسا یم هدناشوپ صخشمان هبادرگ عیزوت هوحن .دوش

لکش رد اه هدش هداد ناشن3

لنپ همشچ شور هباشم یشور قباطم .تسا یلرتنک هطقن كی3

ره یاربm

هحفص ریاس ریثأت هبساحم و یزرم طرش ندرک لامعا روظنم هب هحفص رد اه

یم هتفرگ رظن .دوش

هبادرگ ناملا تردق اب یا

لوط هب Γ رادرب یاتسار رد و ds

لکش(t رد )2

یم هتفرگ رظن یرادرب هلصاف رد هبادرگ نیا هک یتعرس .دوش

یم اقلاR اب دنک

تویاب نوناق زا هدافتسا -

( هطبار تروص هب تاراواس یم هبساحم )1

.دوش

( )1 𝑑𝑞 =Г_{𝑑𝑠𝑡 × 𝑅}

4𝜋𝑅³

( هطبار رد رادقم )1

( هطبار هطبار زاR یم تسد هب )2

دیآ .

( )2 𝑅 = √(𝑥_𝑚− 𝑥_𝑛)²+ 𝑟_𝑚²+ 𝑟_𝑛²− 2𝑟_𝑚𝑟_𝑛cos(𝜃 − 𝜃^′)

( هطبار رد یجراخ برض ماجنا اب لاح ( هطبار ،)1

تعرس هبساحم یارب )3

یم تسد هب یروحم نراقت تلاح رد ییاقلا .دیآ

Fig. 1 The geometry of duct and hub

لكش نایرج لاناک و نیبروت باه هسدنه1

لودج نیبروت یسدنه تاصخشم1 Table 1 The geometric properties of the turbine

لیوفریا )^m( باه عاعش )^m( روتور عاعش اههرپ دادعت اکان

2207 0.25 0.75 3

1 Chord

2 Potential flow

3 Source panel method Fig. 2 Modelling of vortex ring using Biot-Savarat law [12]

لكش لدم2 تویاب نوناق زا هدافتسا اب یوقلح هبادرگ ندرک -

تاراواس [ ]12

Fig. 3 Vorticity distribution on the computational domain

لكش هوحن3 یتابساحم هیحان رب هبادرگ عیزوت 𝑑𝑞 = Г𝑑𝑠

4π𝑅³{(−𝑟_𝑚cos(𝜃 − 𝜃^′) + 𝑟_𝑛)𝑖

( )3 +(𝑥𝑚− 𝑥𝑛) cos 𝜃^′𝑗 + (𝑥𝑚− 𝑥𝑛) sin 𝜃^′𝑘}

( هطبار رگا هزاب رد )1

𝜃^′= 0 ات لارگتنا2π هفلؤم ،دوش یریگ رفص k

یم هفلؤم و دوش ( هطبار زا هدافتسا اب رگید یاتسار ود رد ییاقلا تعرس یاه

)4

یم هبساحم .دنوش

𝑢_𝑚𝑛

= 1

4𝜋∫ { 𝑟_𝑛− 𝑟_𝑚cos(𝜃 − 𝜃^′)

[(𝑥_𝑚− 𝑥_𝑛)²+ 𝑟_𝑚²+ 𝑟_𝑛²− 2𝑟_𝑚𝑟_𝑛cos(𝜃 − 𝜃^′)]³² } 𝑑𝜃^′

2π

0

𝑣_𝑚𝑛

= 1

4𝜋∫ { (𝑥_𝑚− 𝑥_𝑛) cos 𝜃^′

[(𝑥_𝑚− 𝑥_𝑛)²+ 𝑟_𝑚²+ 𝑟_𝑛²− 2𝑟_𝑚𝑟_𝑛cos(𝜃 − 𝜃^′)]³² } 𝑑𝜃^′

2π

0

( )4 لارگتنا زا یسیوندک دنیآرف رد روظنم هب مود و لوا عون یوضیب یاه

هداس هدش هدافتسا طباور یزاس .تسا

گنیلپوک بیرض لاح هبادرگ عیزوت طاقن نیب طبار ناونع هب4

هطقن(

و )n

هطقن( یلرتنک هطقن ( هطبار تروص هب )m

یم فیرعت )5 .دوش

( )5 𝐾̅(𝑠_𝑚, 𝑠_𝑛) = 𝑢_𝑚𝑛cos 𝛽_𝑚+ 𝑣_𝑚𝑛sin 𝛽_𝑚

( هطبار زا هدافتسا اب مسج بیش لیفورپ هطبار نیا رد هبساحم )6

یم .دوش

( )6 𝛽_𝑚= arctan (𝑑𝑟

𝑑𝑥)

4 Coupling coefficient

تروص هب مسج نتفرگ رظن رد اب لکش( هدرتسگ یوقلح هبادرگM

،)3

( هطبار زا هدافتسا اب مسج لیسناتپ نایرج یم هبساحم )7

.دوش

( )7

∑ 𝐾̅(𝑠_𝑚, 𝑠_𝑛)𝛾(𝑠_𝑛)∆𝑠_𝑛= −𝑊

𝑀

𝑛=1

cos 𝛽_𝑚

( هطبار هک .تسا ریز تروص هب )8

( )8 𝐾 = 𝐾̅(𝑠_𝑚, 𝑠_𝑛)∆𝑠_𝑛

( هطبار ندیسر روظنم هب و تسا یسیرتام تلاداعم هاگتسد لکش هب )7

درفنمریغ بیارض سیرتام هب یم هتفرگ رظن رد ریز تاظحلام1

.دوش

ییاقلادوخ بیرض عقاو رد .لیوفریا ینحنم رب ییاقلادوخ طرش لامعا  هبادرگ زا یشان تروص هب رفص لیوفریا رب هدش هتفرگ رظن رد یاه

( هطبار یم هتفرگ رظن رد )9 .دوش

( )9 𝐾(𝑠𝑚, 𝑠𝑛) = 0

نیولک شدرگ نوناق ساسارب  [

]13 حطس لوح هدشاقلا لک شدرگ

هبادرگ طسوت لیوفریا یلخاد ظاحل یارب .تسا رفص ربارب حطس یاه

وناق نیا ندرک یتشگزاب یرطق حلاصا زا ،ن

هطبار لکش هب2

(10)

یم هدافتسا :دوش

𝐾(𝑠_{𝑀+1−𝑚}, 𝑠_𝑚) = − ¹

∆𝑠𝑀+1−𝑚∑^𝑀𝑛=1,𝑛≠𝑀+1−𝑛𝐾(𝑠_𝑛, 𝑠_𝑚)∆𝑠_𝑛 (10) هبادرگ حیحص عیزوت هب ندیسر روظنم هب اتوک طرش ،حطس یاه

رد3

رارف هبل یم ظاحل لیوفریا4

نینچمه و كیتاتسا راشف رادقم .دوش

.دوش ربارب ینییاپ و ییلااب حطس رد رارف هبل ناملا ود رد حطس هبادرگ ( هطبار زا هدافتسا اب طرش نیا یم روظنم )11

.دوش

( )11 𝛾(𝑠_𝑡𝑒) = −𝛾(𝑠_𝑡𝑒+1)

هطبار( تلاداعم هاگتسد لح اب و هتکن هس نیا نتفرگرظن رد اب تیاهن رد ( یم لدم نایرج لاناک و نیبروت باه ،))7 هبادرگ عیزوت زا هدافتسا اب .دنوش

هب تسد ( هطبار زا هدافتسا اب راشف بیرض ،لاناک حطس رد هدمآ تسد هب )12

یم .دیآ

( )12 𝐶_𝑝=𝑃 − 𝑃_∞

0.5𝜌𝑉_∞²= 1 − (𝛾(𝑠) 𝑉_∞ )

2

-2 -2 ازآرب طخ یروئت

هب لدم روظنم هب روتور نآ تسد نییاپ هلابند هیحان و یداب نیبروت هرپ یزاس

یم هدز نیمخت هبادرگ همشچ كی تروص لکش( دوش

زا هدافتسا اب و )3

.دش دهاوخ هتخادرپ نآ لیلحت هب ازآرب طخ یروئت شیپ روظنم هب یتابساحم لدم كی ازآرب طخ یروئت لاب آرب یورین ینیب

هس ساسارب یدعب تسا نآ هسدنه

[ ]14 لاس رد شور نیا . طسوت1992

متسیس و دودحم لاب ندرک لدم یارب لتنارپ هئارا یداب نیبروت نوچمه ییاه

شیپ رد رتشیب یروئت نیا زا .دش لاب ییاقلا گرد و آرب یاهورین ینیب

هس یم هدافتسا یدعب یگژیو زا یکی .دوش

هتسب مرف جیاتن هدشدای شور یاه یا

یم هک تسا سا .درک جارختسا نآ یداهنشیپ تلاداعم زا ناوت

طخ یروئت سا

هیاپ رب ازآرب هیضرف

نآ لیلد هب یروئت نیا رد .تسا راوتسا لتنارپ تلاداعم هک

هب مکاح تسد یلیسنارفید تروص هب هدمآ -

هیور تسا یلارگتنا یارب یصاخ

لاب یزاس لدم یارب ازآرب طخ شور ًلاوصا .درادن دوجو نآ لح تبسن اب یاه

هحفص ،لااب یرظنم ایاپ نایرج ،یا

هک دراد دربراک تباث لاب تروص هب و

یم لدم یارب شور نیا زا تارییغت یرس كی لامعا اب ناوت لاب عاونا یزاس

اه

1 Non-singular

2 Back diagonal correction

3 Kutta condition

4 Trailing Edge

لاب یارب .درک هدافتسا داهنشیپ ازآرب حطس شور نییاپ یرظنم تبسن اب یاه

یم ات زابرید زا شور نیا .دوب دهاوخ رتاراک ازآرب طخ شور هب تبسن هک دوش

فادها اب نونک هتفای شرتسگ یفلتخم

.تسا

ناراکمه و زنوج [

]15 طخ یروئت یور تاحلاصا یرس كی لامعا اب

لاب یارب ار شور نیا دنتسناوت ازآرب دننک دمآراک نییاپ یرظنم تبسن اب یاه

هداد ناشن دوخ زا یبوخ قفاوت ازآرب هحفص یروئت هب تبسن هک یتروص هب ناراکمه و سپیلف .تسا [

]16 طخ یروئت تاحلاصا یرس كی اب دنتسناوت زین

لاب یارب ار ازآرب هحفصریغ یاه

هیواز و هاوخلد یگدیمخ اب یا بقع

وخلد درگ ها

ناراکمه و سونولاکسا .دننک هدافتسا [

]17 نایرج رد ازآرب طخ یروئت زا یاه

لاب یسررب یارب شور نیا هک دنداد ناشن و دندرک هدافتسا ایاپان تبسن اب یاه

خساپ زین لااب یرظنم ناراکمه و كسیلناک .دوب دهاوخ وگ

[ ]18 طخ یروئت زا

لاب یارب ازآرب .دندرک هدافتسا ناخرچ یاه

،شور نیا حیرشت هب شور نیا زا یرصتخم هنیشیپ نایب زا سپ لاح هب هوحن و مکاح تلاداعم یم هتخادرپ هلأسم رد نآ یریگراک

.دوش

دودحم هبادرگ اب هرپ ب5

تردق ا یم نیزگیاج

رد دودحم هبادرگ .دوش

هبادرگ هتشر كی عقاو یم دودحم تباث هطقن كی هب یوحن هب هک تسا6

.دوش

زتلوهمله هبادرگ یروئت ساسارب [7

]:19

.تسا تباث نآ لوط رد هبادرگ هتشر تردق  یمن هبادرگ هتشر  رد دناوت

یاهزرم ات دیاب و دبای مامتا لایس لوط

هتفرگ رظن رد هتسب ریسم كی ای دبای شرتسگ لایس .دوش

یم ضرف دش نایب هچ نآ قبط رد دازآ هبادرگ ود اب هبادرگ هتشر هک دوش

یم همادا هرپ فرط ود دبای

لکش(

.)4 یاقلا رد هرپ تشپ هبل رد دازآ هبادرگ ود

هژیو شقن هرپ رب تعرس دنراد یا

اقلا تعرس. هبادرگ نیا طسوت هدش هطبار زا اه

( یم تسد هب )13 .دنیآ

( )13 𝑊(𝑦) = − Г

4𝜋(𝑏 2⁄ + 𝑦)− Г 4𝜋(𝑏 2⁄ − 𝑦)

( هطبار یبسا لعن هبادرگ كی عیزوت هب طوبرم )13 هب .تسا هرپ رب8

یبسا لعن هبادرگ دنچ عیزوت زا دیاب نایرج لک حیحص نداد ششوپ روظنم هقرو .درک هدافتسا یزاوم هبادرگ یاه

𝑉_∞ زتلوهمله نوناق ساسارب و تسا

یب ات هرپ تشپ هیحان رد نایرج هبادرگ یم همادا تیاهن

.دبای

هبادرگ طوطخ لوط رد شدرگ هزادنا یم رییغت دودحم یاه

نک عقاو رد .د

هفاضا اب هبادرگ طخ یاتسار رد شدرگ نازیم ربارب یبسا لعن هبادرگ ره ندش

لصاح هبادرگ شدرگ اب هبادرگ نآ شدرگ عمج .تسا نیشیپ یاه

هب هرپ میسقت اب ساسارب هرپ رب دراو یاهورین هبساحم و هفلؤم M

هفلؤم نیا تاصخشم هفلؤم شدرگ ،اه

( هطبار زا هدافتسا اب اه هب )14

تسد

یم .دیآ

( )14 Г =1

2𝑊𝑐𝑐_𝑙

عطقم آرب بیرض هطبار نیا رد (𝑐_𝑙)

نآ یعضوم هلمح هیواز هب هتسباو

یم هداد هلأسم هب یدورو ناونع هب هک تسا عطقم .دوش

-2 -3 شور متیروگلا

لکش ناشن تراچولف كی بلاق رد ار حطس هبادرگ شور زا هدافتسا دنور5

یم یم هتخادرپ هلأسم یسیوندک دنور حیرشت هب لاح .دهد .دوش

هریخذ و هبساحم اب نیاربانب ؛تسا تباث مسج ریثأت بیارض نآ یزاس

اه

5 Bounded vortex

6 Vortex filament

7 Helmholtz's vortex theory

8 Horseshow vortex

Fig. 4 The lifting line theory

لكش ازآرب طخ یروئت4

یم یاهرارکت رد ناوت هب .دومن هدافتسا زین یدعب

ریثأت بیارض هبساحم روظنم

ناملا تروص هب هسدنه ،مسج هحفص یاه

یم هتفرگ رظن رد یا نیا .دوش

ناملا تعاس تروص هب اه هتفرگ رظن رد لیوفریا هلمح هبل ات رارف هبل زا درگ

هدش یم هتسب هیلوا هطقن رد تیاهن رد و دنا .دنوش

هحفص نیا لوط زا اه

( هطبار یم تسد هب )15 .دیآ

( )15

∆𝑠𝑛= √(𝑥𝑛+1− 𝑥𝑛)²+ (𝑦𝑛+1− 𝑦𝑛)²

( هطبار ساسارب هحفص نیا بیش یم هبساحم ریز تروص هب )16

.دوش

( )16 𝛽𝑚= arctan (𝑦_𝑛+1− 𝑦_𝑛

𝑥𝑛+1− 𝑥𝑛)

هبادرگ تاصتخم هتفرگ رظن رد یوقلح یاه

( هطبار قبط هدش هب )17

یم تسد .دیآ 𝑥 =¹

2(𝑥_𝑛+1+ 𝑥_𝑛)

( )17 𝑦 =¹

2(𝑦_𝑛+1+ 𝑦_𝑛)

( هطبار زا هدافتسا اب ریثأت بیارض سپس یم تسد هب )7

.دنیآ

هبادرگ اب نیبروت باه و لاناک هسدنه یارب هلابند هباشم تروص هب یاه

یم هدز بیرقت رفص هیلوا تردق اب یوقلح هبادرگ عیزوت .دوش

ات اه رطق ربارب8

یم هتفرگ رظن رد روتور تسد نییاپ هیحان رد روتور هلحرم نیا زا سپ .دوش

یم هتفرگ رظن رد رفص ربارب هلابند تاریثأت ات ار هلابند تارثا ناوتب ات دوش

یب .تفرگ رظن رد روتور تسد نییاپ رد تیاهن هبساحم روتور هحفص و باه ،نایرج لاناک رب هلابند تاریثأت و هدش

س یم هریخذ هدمآ تسد هب ریداقم نیا سپ ماگ رد ات دوش

هدافتسا یدعب یاه

.دوش شخب هب زین نیبروت هرپ یم میسقت یفلتخم یاه

زا هدافتسا اب .دوش

تسد هب هلابند و نیبروت باه ،لاناک ریثأت بیارض یدورو تعرس عیزوت ،هدمآ

( هطبار زا هدافتسا اب روتور یم هبساحم )18

.دوش

( )18 𝑈_rotor= 𝑈_∞+ 𝑈ind,DuctHub+ 𝑈_ind,vortex

هبساحم روظنم هب سپس هرپ یعطقم تاصتخم و ریثأت بیارض نیا

1شدرگ ناملا یم هدافتسا روتور یاه هبادرگ تردق .دنوش

عیزوت یاه یور هدش

یم ار روتور هبساحم شدرگ رادقم زا هدافتسا اب ناوت

.دروآ تسد هب هدش

لوط رد روتور و هلابند تاریثأت هب همانرب

یم یناسرزور تردق و دوش

هبادرگ هب حطس یاه هرابود زین روتور هحفص رد تعرس و هدش یناسرزور

یم هبساحم .دوش

یم رارکت دنور نیا هبادرگ تردق ات دوش

هب لوقعم ییاطخ اب حطس یاه

.دسرب ییارگمه هلمح یایاوز نیب هطبار (2

یبسن داب هیواز ،)𝛼 (3

هرپ شچیپ هیواز و )

4

1 Circulation

𝛽( ( طباور تروص هب ) 20,19

.تسا )

( )19

= tan⁻¹(𝑈𝑟𝑒𝑙

𝛺𝑟)

( )20 𝛼 =− 𝛽

هطبار زا هدافتسا اب ( یاه

20,19,14 نینچمه و لاب عطاقم تاعلاطا )

هب عطاقم یعاعش تیعقوم ساسارب هرپ شدرگ رادقم ،هرپ رتو و شچیپ عیزوت یم تسد هقرو تردق .دیآ رادقم ندوب صخشم اب زین هبادرگ یاه

لباق شدرگ

سکترو یوقلح عطاقم اب باه و لاناک هباشم زین هلابند .دوب دهاوخ هبساحم

5

یم لدم سکترو نیا تردق هک توافت نیا اب هتبلا .دوش ریثأت و هدوب صخشم اه

نآ ظاحل باه و لاناک سکترو دیدج ریداقم هبساحم یارب باه و لاناک رب اه

یم .دنوش یاسپ ریثأت بیرقت اب زین هرپ6

كی اب هرپ همشچ هقرو ظاحل لباق7

ندرک

( هطبار زا هدافتسا اب همشچ نیا تردق .تسا یم هبساحم )21

.دوش

( )21 𝜎 = 𝐵

4𝜋𝑟𝑊𝑐𝑐_𝑑

تسد هب تلاداعم هاگتسد كی لااب طباور نتفرگ رظن رد اب تیاهن رد یم هطبار( تسا نیبروت هلابند و روتور ،باه و لاناک تارثا لماش هک دیآ

( .))22

( )22 (𝐾HubHub

𝐾_DuctHub 𝐾HubDuct

𝐾_DuctDuct) (

𝛾(𝑠1) . . . 𝛾(𝑠_𝑀))

+ 𝐾wake𝛾wake

+ 𝐾_blade𝜎_blade= (

𝑟ℎ𝑠₁ . . . 𝑟ℎ𝑠𝑀)

( یلارگتنا هطبار زا هدافتسا اب یجورخ ناوت رادقم لاح تسد هب )23

یم .دیآ

( )23 𝑃 = ∫ 𝛺𝑑𝑄

𝑅Duct 𝑅Hub

-3 یجنسرابتعا

-3 -1 کت لیوفریا یجنسرابتعا هتشون همانرب یجنسرابتعا روظنم هب كت لیوفریا كی رب شور نیا هدش

NACA 662-015 هب جیاتن و لامعا

تسد هئارا یبرجت جیاتن اب هدمآ رد هدش

عجرم [ ]12 هدش هسیاقم نیا رد .تسا

عون زا هکبش دیلوت زا اج لوح o

هدافتسا لیوفریا بادرگ زا یرتشیب عیزوت ات هدش

ه رارف هبل و هلمح هبل یلاوح اه

هتشاد دوجو لیوفریا .دشاب

لکش یم ناشن ار لیوفریا ینییاپ و ییلااب حطس رب راشف عیزوت6 .دهد

نامه هب شور نیا زا لصاح جیاتن تسا صخشم جیاتن هسیاقم زا هک روط

هداد اب یبوخ ناشن قباطت نیا .دراد قباطت یبرجت یاه

حیحص هوحن هدنهد

ر لامعا هبادرگ نامدیچ و شو زا نوچ لیسناتپ لایس رد .تسا هلأسم رد اه

فرص تجزل تارثا یم رظن

زا لقتسم لیوفریا حطس رد راشف عیزوت ،دوش

.تسا تعرس نیا رد .تسا لایس تعرس هب هتسباو راشف عیزوت جزل لایس رد هجوت اب اج

نیا هب هدش هتفرگ رظن رد لیسناتپ نایرج هک راشف عیزوت ،تسا

هب هتسباو

2 Angle of attack

3 Angle of Relative Wind

4 Pitch angle

5 Ring vortex

6 Drag

7 Source sheet

Fig. 5 The flowchart of the proposed method

لكش هدش هئارا شور تراچولف5

.دراد یگتسب لیوفریا هسدنه هب اهنت و تسین تعرس

-3 -2 لاناک یاراد نیبروت یجنسرابتعا یاراد نیبروت یجنسرابتعا هب شخب نیا رد یم هتخادرپ لاناک

ادتبا رد .دوش

یم هبساحم نیبروت نتفرگ رظن رد نودب لاناک نورد راشف عیزوت ات دوش

هئارا شور ییاراک یسررب دروم لاناک تارثا داد رارق رظن دم یارب هدش

یتیمک ناونع هب لاناک یاراد نیبروت ناوت یجنسرابتعا هب سپس .دریگرارق یلارگتنا یم هتخادرپ وت و دوش

و صخشم یدورو تعرس كی رد ناوت عیز

هسیاقم عجارم رد دوجوم یبرجت جیاتن اب ار نیبروت ناوت ینحنم نینچمه .دشدهاوخ تعرس رد نیبروت یدیلوت ناوت هنیشیب رادقم زا نیبروت ناوت ینحنم یاه

یم تسد هب فلتخم یدورو داب .دیآ

لکش ناشن 7 تسا یتلاح رد لاناک حطس رب راشف عیزوت هدنهد هک

هب جیاتن لکش نیا رد .درادن دوجو لاناک نورد نیبروت تسد

شور زا هدمآ هبادرگ عیزوت

هئارا یبرجت جیاتن نینچمه و نایرج رد عجرم رد هدش

[ ]8

Fig. 6 The experimental and calculated pressure distribution on the airfoil NACA 662-015

لكش هبساحم و یبرجت راشف عیزوت6 اکان لیوفریا هدش

-015 662

هدش هسیاقم .تسا

نامه یم هدهاشم هک روط یناسکی تارییغت دنور یاراد رادومن ود دوش

دودح رتو لوط رد یلو ،تسا هداد رد0.3

رادومن رد شهج كی یبرجت یاه

نآ ربانب هک دراد دوجو كی ندرب راک هب لیلد هب هدش نایب عجرم نیا رد هچ

تکاس ادص هدننک مهریغ1

نوچ و تسا یبرجت تست رد رزویفید حطس اب اتسار

تکاس نیا هسدنه فرص نآ زا دوبن دوجوم عجرم رد هدننک

هدش رظن .تسا

م حطس( ییلااب حطس رد درادن ینادنچ یانحنا لیوفریا هک لاناک )شک

یم هدهاشم اب عوضوم نیا هک درادن ینادنچ رییغت زین راشف عیزوت هک دوش

شیپ لباق هسدنه هب راشف بیرض یگتسباو هب هجوت راشف تارییغت .دوب ینیب

و رتشیب لیوفریا هسدنه هب هجوت اب زین )راشف حطس( ینییاپ حطس رد رد نآ رییغت نیرتشیب لوط هب هطقن

لیوفریا حطس ینحنم هک تسا0.35

هطقن نیا رد تعرس و تسا لزان هاگولگ عقاو رد و دراد یدایز تارییغت هدهاشم رادومن رد شرپ كی رارف هبل یکیدزن رد .دراد ار دوخ رادقم هنیشیب یم دب هطقن احلاطصا هطقن نیا هک دوش .تسا یتابساحم2

-3 -3 هكبش زا للاقتسا دیاب یلو ،تسین ریذپ ناکما هبادرگ عیزوت دادعت هب لح یگتسباو لماک فذح هتشادن جیاتن رب یهجوت لباق ریثأت ات دوش دودحم یلوبق لباق دح ات نآ رادقم هبادرگ عیزوت دادعت اب ناسکی ًلاماک طیارش رد هلأسم روظنم نیا هب .دشاب یم لح فلتخم هب یجورخ جیاتن هسیاقم هب سپس و دوش

عیزوت نیا یازا

یم هتخادرپ نوگانوگ نیا رد .دوش

یدورو تعرس یارب هکبش زا للاقتسا اج 7

ینارود تعرس و هیناث رب رتم هدش ماجنا هقیقد رب رود700

.تسا

هبادرگ عیزوت دادعت رییغت اب هتفرگ رظن رد یاه

هب هجیتن نیا هلأسم رب هدش

یم تسد ین هتسباو عیزوت دادعت هب لح هک دیآ لکش .تس

لقتسم8 لح ندوب

یم ناشن ار نامه .دهد

یم هدهاشم هک روط دادعت نتفرگ رظن رد اب هلأسم دوش

یم ییارگمه هب هبادرگ300 نیا نودب نیا زا رتشیب هدافتسا و دسر

یریثأت هک

هتشاد لح تقد رب یم شیازفا ار یتابساحم هنیزه رادقم دشاب

.دهد

-4 ثحب و جیاتن

لکش رد یم هدهاشم 9

راتفر یاراد یبرجت و هدش هبساحم ناوت هک دوش

یم شیازفا ناوت نیا تعرس شیازفا اب و تسا یناسکی ناوت هتبلا .دبای

هبساحم اب هک تسا یبرجت ناوت زا رتشیب )رپوت هریاد اب رادومن( هدش

Fig. 7 The surface pressure distribution of ducted wind turbine without rotor

لكش نیبروت نودب نایرج لاناک یحطس راشف عیزوت7

1 Silencer

2 Bad point Fig. 8 The wake mesh dependency test

لكش هبادرگ عیزوت دادعت هب لح یگتسباو مدع رادومن8

ظاحل یم شهاک نآ رادقم نیبروت یهدزاب ندرک و )یلاخوت هریاد اب رادومن( دبای

هبساحم یبرجت رادقم هب یم كیدزن هدش

تعرس شیازفا اب .دوش نیا داب یدورو

یم شهاک فلاتخا یدورو تعرس رد دوخ رادقم لقادح هب و دبای

رب رتم8

یم هیناث .دسر یهدزاب نتفرگ رظن رد نودب فلاتخا نیا اب فلاتخا اما ،تسا دایز

ظاحل یم شهاک نآ ندرک عجرم رد .دبای

[ ]20 و یکیناکم ناوت رادومن

تعرس رد رواتشگ بسحرب نیبروت یکیرتکلا هدش میسرت فلتخم ینارود یاه

هبساحم یددع ناوت نآ قبط رب ناوتب ات تسا هداد اب ار هدش

هب یبرجت یاه

تسد شرازگ ناوت هدودحم اما ،درک هسیاقم هدمآ ریاس بسانتم هدش

یمن هدافتسا لباق لیلد نیمه هب و تسین یبرجت یاهرادومن نآ یلو ،دشاب

هچ

یم رادومن نیا زا و رواتشگ رد جیاتن فلاتخا هک تسا نیا درک تشادرب ناوت

نییاپ ینارود تعرس تعرس هب تبسن رت

رتشیب رتلااب ینارود یاه نیا هک ،تسا

تعرس رد دوجوم یتابساحم یاطخ رب قبطنم تشادرب نییاپ ینارود یاه

رت

لکش( تسا هدشن هئارا عجرم رد قیقد روط هب یهدزاب نیا نازیم .)9

زا و

ربارب ددع نیا رگید عجارم هتفرگ رظن رد 0.9

هدش ددع نیا هک تسا

نامه هراشا هک روط تعرس رد دش

فلتخم ینارود یاه ببس هک هدوب توافتم

جیاتن رد اطخ زورب هدش

.تسا

یم ناوت هبساحم رد دوجوم فلاتخا نازیم بصن هیواز ریثأت زا یشان دناوت

3هرپ لکش(

.دشاب )10 نامه عجرم رد هک روط [

]8 هدش هراشا واز نیا

بصن هی

.دنک رییغت تست لوط رد و دشابن هجرد هد ربارب ًاقیقد تسا نکمم یم عوضوم نیا دوش یبرجت جیاتن رد اطخ داجیا ببس دناوت

روظنم هب.

Fig. 9 The experimental and numerical power curve of the ducted turbine

لكش لاناک یاراد نیبروت یددع و یبرجت ناوت ینحنم9

3 Global pitch angle

هبساحم نیبروت ناوت ،اطخ عبنم نیا تاریثأت یسررب تعرس رد هدش

یاه

( بصن هیواز هس رد و فلتخم ،9

و10 یم هسیاقم رگیدکی اب )هجرد11 .دنوش

تعرس یازا هب نیبروت یجورخ ناوت ینحنم فلتخم ماگ یایاوز اب یدورو یاه

ناشن رد نیبروت ناوت شهاک اب نیبروت ماگ هیواز شیازفا هدنهد تعرس

یاه

یمن .تسلااب ینارود و یبرجت جیاتن نیب فلاتخا یعقاو لیلد هک تفگ ناوت

یاهرادومن هب هجوت اب عطق هب یلو ،تسا هیواز نیا رادقم رد تارییغت یددع هئارا یم هدش هدهاشم یبوخ هب ار نآ ریثأت ناوت .درک

ک ارچ ،دراد ناوت هبساحم رد ییازس هب ریثأت هرپ بصن هیواز رییغت نیا اب ه

عبت هب و هدرک رییغت هرپ عطقم حوطس اب داب یدورو نایرج تهج هیواز رییغت ( هطبار( تسایاوز نیا هب هتسباو هک یتابساحم دنور رد نآ راذگریثأت ))20

هدافتسا هلأسم یدورو ناونع هب هک اسپ و آرب بیارض رادقم هک ارچ .دوب دهاوخ یم هتسباو لیوفریا هلمح هیواز هب ،دنوش بصن هیواز هتساوخان رییغت سپ .تسا

.دوب دهاوخ یبرجت جیاتن رد اطخ زورب لماوع زا یکی یبرجت تست نیح رد هرپ یداب نیبروت درکلمع رب نایرج لاناک ندوزفا ریثأت یسررب هب لاح

یم هتخادرپ ربارب دص لاناک نودب نیبروت رب نایرج لح یارب لاناک عاعش .دوش

یم هتفرگ رظن رد هب .دوش

نیبروت رب لاناک تارثا زا راک نیا اب رگید ترابع

فرص یم رظن یم هئارا نآ زا لصاح جیاتن و دوش تسد هب جیاتن همادا رد .دوش

یم هسیاقم لاناک یاراد نیبروت جیاتن اب هدمآ .دنوش

نیبروت رد عقاو رد لاناک تشپ راشف مک هیحان كی لاناک یاراد یداب یاه

یم دوجو هب نیا هک دیآ

یدورو داب یبد شیازفا ببس یراشف نایدارگ فلاتخا

یم لاناک یهاگولگ تمسق رد تعرس شیازفا هجیتن رد و .دوش

لکش ناشن 11 اب هسیاقم رد لاناک یاراد نیبروت ناوت ینحنم هدنهد

تسد هب ناوت نازیم .تسا لاناک نودب نیبروت شیازفا لاناک زا هدافتسا اب هدمآ

هتفای شیازفا نیا .تسا تعرس مامت رد

هک هداتفا قافتا یدورو یاه

ناشن نیبروت فارطا لاناک زا هدافتسا تبثم ریثأت هدنهد .تسا یداع یاه

نیا هب هجوت اب عجرم رد یبرجت ناوت ینحنم هک

تعرس رد[20]

یاه

هدش هئارا نییاپ یارب جیاتن رضاح شهوژپ یجنسرابتعا روظنم هب تسا

تعرس لکش رد نییاپ یاه تحص10

تسد هب یددع جیاتن لاح .دش یجنس

تعرس یارب هدمآ لکش رد رتلااب یدورو داب یاه

هدش هداد ناشن12 .تسا

-5 هجیتن یریگ شور زا هدافتسا اب نایرج لاناک یاراد یقفا روحم نیبروت كی شهوژپ نیا رد

هب و لیسناتپ نایرج هبادرگ یریگراک

هئارا شور قباطم اه .دش یسررب هدش

Fig. 10 The power curve of ducted wind turbine for the different global pitch angle (9, 10 and 11)

لكش ( فلتخم بصن یایاوز ازا هب لاناک یاراد نیبروت ناوت ینحنم10 ،9

و10 11

)هجرد Fig. 11 The power curve of the ducted and the bare wind turbine

لكش لاناک نودب نیبروت اب هسیاقم رد لاناک یاراد نیبروت ناوت ینحنم11

Fig. 12 The numerical power curve of ducted wind turbine

لكش لاناک یاراد نیبروت یددع ناوت ینحنم12

هئارا متیروگلا رد هبادرگ شور زا هدش

لدم روظنم هب حطس یاه و لاناک یزاس

زا و نیبروت باه لدم فده اب ازآرب طخ یروئت

هدافتسا هلابند و روتور یزاس

.دش مرن زا هدافتسا اب شور نیا همانرب بلتم رازفا

هب هجوت اب .دش یسیون

حرطم ثحابم هئارا جیاتن و هدش

یم ار شهوژپ یلک جیاتن ،هدش هب ناوت

تروص

هقبط ریز :درک یدنب هئارا شور رد  شهوژپ فلاخرب هدش

این نیشیپ یاه تست هب یز

یاه

هنیزه هیبش و یبرجت رب یزاس

نامز یددع یاه ندرک ظاحل یارب رب

.تسین نیبروت رب لاناک تارثا هبادرگ شور  لاناک تاریثأت لامعا روظنم هب یدمآراک شور حطس یاه

زا هدافتسا اب ازآرب طخ یروئت نینچمه .تسا نایرج رب نیبروت باه و هبادرگ اناوت هدشدودحم و دازآ یاه و روتور ندرک لدم رد یبوخ یی

نیا هب هجوت اب شور نیا .دراد هلابند هیحان رب هبادرگ عیزوت هیاپ رب هک

هبادرگ شور اب بیکرت رد ،تسا هلأسم لدم یارب حطس یاه

لک ندرک

نیبروت رد لح هیحان .تسا بسانم لاناک یاراد یاه

نامه یجورخ جیاتن رد  یم راظتنا هک روط

اک زا هدافتسا تفر لان

نایرج

یم ار شیازفا نیا هک دش نیبروت یجورخ ناوت شیازفا ثعاب ناوت

نآ عبت هب و لاناک تشپ راشف مک هیحان كی ندمآ دوجو هب زا یشان .تسناد روتور لحم رد یمرج نایرج شیازفا

-6 میلاع تسرهف هرپ دادعت B

( رتو هزادنا c )m

𝑐_𝑑 اسپ بیرض

𝑐_𝑙 آرب بیرض

𝑐𝑝

بیرض راشف گنیلپوک بیرض K

( ناوت 𝑃 )W

( رواتشگ 𝑄 )J ( هحفص لوط 𝑠 )m

( روتور ییاقلا تعرس 𝑊

1

ms-

)

( یلوط تیعقوم 𝑥 )m

( یضرع تیعقوم 𝑦 )m

ینانوی میلاع ( هلمح هیواز 𝛼

)rad

( هرپ شچیپ هیواز 𝛽 )rad

𝛽𝑚

هحفص ناملا بیش ( یا

)rad

( یبسن داب هیواز  )rad

تیعقوم هیواز 𝜃 روحم ابm

(y )rad

𝜃^′ تیعقوم هیواز

روحم ابn (y )rad

( یلاگچ 𝜌

3

kgm-

)

( لوط دحاو رب هبادرگ تردق 𝛾

1

ms-

)

همشچ هقرو تردق 𝜎 هبادرگ شدرگ Г هیواز تعرس 𝛺 ( روتور یا

1

rads-

)

سیونریز اه

blade هرپ

لاناک duct نیبروت باه hub هدشاقلا ind تیعقوم m m

تیعقوم n n رارف هبل Te

هلابند wake دازآ نایرج طیارش ∞

-7 عجارم

[1] G. W. Statistics, Global Cumulative Installed Capacity 2001-2016, Accessed on 23 April 2017; http://gwec.net/global-figures/graphs.

[2] A. Betz, Energieumsetzungen in venturidüsen, Naturwissenschaften, Vol. 17, No. 10, pp. 160-164, 1929.

[3] O. DeVries, Fluid dynamic aspects of wind energy conversion, NASA STI/Recon Technical Report N, Vol. 80, 1979.

[4] A. Betz, Das Maximum der theoretisch möglichen Ausnützung des Windes durch Windmotoren, Zeitschrift für das gesamte Turbinenwesen, Vol. 26, No. 307-309, pp. 8, 1920.

[5] O. Igra, Compact shrouds for wind turbines, Energy Conversion, Vol. 16, No. 4, pp. 149-157, 1977.

[6] K. Foreman, B. Gilbert, R. Oman, Diffuser augmentation of wind turbines, Solar Energy, Vol. 20, No. 4, pp. 305-311, 1978.

[7] V. Nikolić, D. Petković, S. Shamshirband, Ž. Ćojbašić, Adaptive neuro- fuzzy estimation of diffuser effects on wind turbine performance, Energy, Vol. 89, pp. 324-333, 2015.

[8] P. Ten Hoppen, An Experimental and Computational Investigation of a Diffuser Augmented Wind Turbine, Thesis, M. Sc. Thesis, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, 2009.

[9] D. Allaei, Y. Andreopoulos, INVELOX: a new concept in wind energy harvesting, Proceeding of ASME 2013 7th international Conference on energy Sustainability & 11^th Fuel Cell Science, Engineering and Technology Conference ES-Fuel Cell, Minneapolis, MN, USA, July 14–19, 2013.

[10] D. Allaei, Y. Andreopoulos, INVELOX: Description of a new concept in wind power and its performance evaluation, Energy, Vol. 69, pp. 336-344, 2014.

[11] M. O. L. Hansen, N. N. Sørensen, R. Flay, Effect of placing a diffuser around a wind turbine, Wind Energy, Vol. 3, No. 4, pp. 207-213, 2000.

[12] R. Lewis, Vortex Element Methods for fluid Dynamic Analysis of Engineering Systems, First Edittion, pp. 147-150, New York: Cambridge Univ Press, 2003.

[13] H. Maekawa, Application of the vortex theory to high-speed horizontal-axis wind turbines, Bulletin of JSME, Vol. 27, No. 229, pp. 1460-1466, 1984.

[14] J. D. Anderson Jr, Fundamentals of Aerodynamics, Fifth Edittion, pp. 424- 429, Maryland: Tata McGraw-Hill Education, 2010.

[15] R. T. Jones, Correction of the lifting-line theory for the effect of the chord, Technical note, National Advisory Commette for Aeronatics, No 817, University of Maryland, 1941.

[16] W. Phillips, D. Snyder, Modern adaptation of Prandtl's classic lifting-line theory, Aircraft, Vol. 37, No. 4, pp. 662-670, 2000.

[17] P. Sclavounos, An unsteady lifting-line theory, Journal of Engineering Mathematics, Vol. 21, No. 3, pp. 201-226, 1987.

[18] A. Conlisk, Modern helicopter rotor aerodynamics, Progress in Aerospace Sciences, Vol. 37, No. 5, pp. 419-476, 2001.

[19] E. L. Houghton, P. W. Carpenter, Aerodynamics for engineering students, Fifth Edittion, pp. 215-221, Maryland: Butterworth-Heinemann, 2003.

[20] F. van Dorst, W. Energy, An Improved Rotor Design for a Diffuser Augmented Wind Turbine, Thesis, Master’s Thesis, TU Delft, 2011.