Development of a horizontal axis wind turbine blade profilebased on passive flow control methods

Basit Öğe Kaydı
dc.contributor.advisorAkansu, Yahya Erkan
dc.contributor.authorMoruna, Rıad
dc.date.accessioned2021-12-27T12:25:28Z
dc.date.available2021-12-27T12:25:28Z
dc.date.issued2021
dc.date.submitted2021-02
dc.departmentNiğde ÖHÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
dc.description.abstractBu tez çalışmasında pasif akış kontrol yöntemlerine dayalı yatay eksenli rüzgar türbini kanat profilinin geliştirilmesi deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Yeni kanat profili geliştirme sürecinde başlangıç noktası olarak S809, S812, S822 ve NACA 633618 gibi kanat modelleri seçilmiştir. En yüksek performansa sahip S822 profilinin seçimi, Reynolds sayısının 5·104 and 1·105 değerlerinde elde edilen deneysel sonuçlara göre yapılmıştır. Bu çalışmada, düşük Reynolds sayılarındaki çalışma şartlarına odaklanılması nedeniyle, rotor kanatları boyunca erken akış ayrımını önleyerek rotorun aerodinamik performansını artırmak amacıyla iki pasif akış kontrol tekniği kullanılmıştır. Bunun için türbin kanadının hücum kenarında tüberküller (dalgalı yapı) ve üst yüzeyinde girdap boşluğu teknikleri uygulanmıştır. Değişken genlik, dalga boyu, adım konumu, adım boyutu ve adım derinliği gibi kontrol yöntemi parametrelerinin çeşitli değerleri için 0.28 m çapa sahip onbir tane sabit kanat açılı rotor konfigürasyonu oluşturulmuş ve rüzgar tünelinde farklı serbest akış şartları altında veter uzunluğuna bağlı Reynolds sayısının 4.7·104 değerinde test edilmiştir. Bu modellerden özellikle M2 modeli temel modele kıyasla yaklaşık %2.8 daha fazla güç katsayısı oluşmakta ve ayrıca daha geniş bir uç hızı oranı aralığı için bu yüksek performans değerini sürdürmektedir. Anahtar Sözcükler: rüzgar türbinleri, küçük ölçekli rüzgar türbinleri, güç katsayısı, pasif akış kontrol teknikleri, rüzgar tüneli testi, rüzgar enerjisi, yenilenebilir enerji, kanat elemanı momentum teorisi.
dc.description.abstractIn this thesis, the development of a horizontal axis wind turbine blade profile based on passive flow control methods was conducted experimentally. S809, S812, S822, and NACA633618 airfoils were chosen as a starting point in the process of developing a new blade profile. Based on the experimental results obtained for Reynolds numbers of 5·104 and 1·105 , S822 profile was selected as the best model. The fact that the present study focuses on low Reynolds numbers, two passive flow control techniques were employed with the aim of enhancing the aerodynamic performance of the rotor by means of preventing the early flow separation along the rotor blades. In this study, leading-edge tubercles and vortex cavity techniques were adopted on blade geometry along the leading edge and upper surface. Several blade configurations for variable amplitude, wavelength, step location, step size, and step depth along the upper surface of the blades were investigated. Eleven fixed-pitch rotor configurations with diameters 0.28 m were generated and tested in the wind tunnel at chord-based Reynolds number of 4.7·104 under different free-stream conditions. Among these models, especially the model M2 has approximately 2.8% higher power coefficient than the base model and also maintains higher performance values for a wider range of tip speed ratios. Keywords: wind turbines, small scale wind turbines, power coefficient, passive flow control techniques, wind tunnel testing, wind energy, renewable energy, blade element momentum theory.
dc.identifier.citationMorına, R. (2021). Development of a horizontal axis wind turbine blade profilebased on passive flow control methods. (Doktora Tezi) Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11480/8606
dc.identifier.yoktezid668448
dc.language.isoen
dc.publisherNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
dc.relation.publicationcategoryTez
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.subjectRüzgar türbinleri
dc.subjectKüçük ölçekli rüzgar türbinleri
dc.subjectGüç katsayısı
dc.subjectPasif akış kontrol teknikleri
dc.subjectRüzgar tüneli testi
dc.subjectRüzgar enerjisi
dc.subjectYenilenebilir enerji
dc.subjectKanat elemanı momentum teorisi
dc.subjectWind turbines
dc.subjectSmall scale wind turbines
dc.subjectPower coefficient
dc.subjectPassive flow control techniques
dc.subjectWind tunnel testing
dc.subjectWind energy
dc.subjectRenewable energy
dc.subjectBlade element momentum theory
dc.titleDevelopment of a horizontal axis wind turbine blade profilebased on passive flow control methods
dc.title.alternativePasif akış kontrol yöntemlerine dayalı yatay eksenli rüzgartürbini kanat profilinin geliştirilmesi
dc.typeDoctoral Thesis

Dosyalar

Orijinal paket
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim
İsim:
Development of a horizontal axis wind turbine blade profilebased on passive flow control methods.pdf
Boyut:
4.74 MB
Biçim:
Adobe Portable Document Format
Açıklama:
İndir
Lisans paketi
Listeleniyor 1 - 1 / 1
Küçük Resim Yok
İsim:
license.txt
Boyut:
1.44 KB
Biçim:
Item-specific license agreed upon to submission
Açıklama:
İndir

Koleksiyon

Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Koleksiyonu