An Engineering Approach to Improve Performance Predictions for Wind Turbine Applications: Comparison with Full Navier-Stokes Model and Experimental Measurements

Publish Year: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: English
View: 74

This Paper With 19 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-17-7_003

تاریخ نمایه سازی: 18 اردیبهشت 1403

Abstract:

Accurate predictions of aerodynamic performance and near wake expansion around Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) rotors is pivotal for studying wind turbine wake interactions and optimizing wind farm layouts. This study introduces a novel engineering model centered on stall delay correction to enhance the precision of the Actuator Disk Method (ADM) predictions in both aerodynamic performance and near wake expansion around HAWT rotors. The model is developed based on a comprehensive study of the ۳D lift coefficient evolution over the rotor blade, incorporating a shift parameter that considers both stall angle detection and radial decrement. The proposed approach demonstrates remarkable agreements, showcasing discrepancies as low as ۷% for both loads and axial wake predictions. These quantifiable results underscore the effectiveness of the model in capturing intricate aerodynamic phenomena. Looking forward, the success of this approach opens avenues for broader applications, guiding future research in wind energy towards improved simulation accuracy and optimized wind farm designs. 

Authors

M. N. Hamlaoui

Laboratory of Green and Mechanical Development (LGMD), National Polytechnic School -ENP-, P.B. ۱۸۲ El-Harrach, Algiers, ۱۶۲۰۰, Algeria

A. Bouhelal

Laboratory of Green and Mechanical Development (LGMD), National Polytechnic School -ENP-, P.B. ۱۸۲ El-Harrach, Algiers, ۱۶۲۰۰, Algeria

A. Smaili

Laboratory of Green and Mechanical Development (LGMD), National Polytechnic School -ENP-, P.B. ۱۸۲ El-Harrach, Algiers, ۱۶۲۰۰, Algeria

H. Fellouah

Department of Mechanical Engineering, University of Sherbrooke, ۲۵۰۰ Boulevard de l’Université, Sherbrooke (QC) J۱K۲R۱, Canada

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • AbdelSalam, A. M., & Ramalingam, V. (۲۰۱۴). Wake prediction of ...
  • Amini, S., Golzarian, M. R., Mahmoodi, E., Jeromin, A., & ...
  • Boorsma, K., & Schepers, J. (۲۰۱۶). Rotor experiments in controlled ...
  • Bouhelal, A., Ladjal, A., & Smaili, A. (۲۰۲۳a). Blade element ...
  • Bouhelal, A., Smaili, A., Masson, C., & Guerri, O. (۲۰۱۷). ...
  • Bouhelal, A., Smaili, A., Guerri, O., & Masson, C. (۲۰۱۸a). ...
  • Bouhelal, A., Smaili, A., Guerri, O., & Masson, C. (۲۰۲۳b). ...
  • Bouhelal, A., Guerri, O., Smaili, A., & Masson, C. (۲۰۱۸b). ...
  • Breton, S. P., Coton, F. N., & Moe, G. (۲۰۰۸). ...
  • Chaviaropoulos, P. K., & Hansen, M. O. L. (۲۰۰۰). Investigating ...
  • Choi, N. J., Hyun Nam, S., Hyun Jeong, J., & ...
  • Conway, J. T. (۱۹۹۸). Exact actuator disk solutions for non-uniform ...
  • Dobrev, I., Massouh, F., & Rapin, M. (۲۰۰۷). Actuator surface ...
  • Du, Z., & Selig, M. (۱۹۹۸). A ۳-d stall-delay model ...
  • Dumitrescu, H., & Cardos, V. (۲۰۰۹). Inboard boundary layer state ...
  • Greenshields, C. J., et al. (۲۰۱۵). Openfoam user guide. OpenFOAM ...
  • Guntur, S., & Sørensen, N. (۲۰۱۳). A detailed study of ...
  • Hamlaoui, M. N., Smaili, A., & Fellouah, H. (۲۰۱۸). Improved ...
  • Hamlaoui, M. N., Smaili, A., & Fellouah, H. (۲۰۲۱b). New ...
  • Hamlaoui, M., Smaili, A., & Fellouah, H. (۲۰۲۱a). Improved stall ...
  • Hamlaoui, M., Smaili, A., Dobrev, I., Pereira, M., Fellouah, H., ...
  • IRENA. (۲۰۱۹). Future of wind: Deployment, investment, technology, grid integration ...
  • Lindenburg, C. (۲۰۰۴). Modelling of rotational augmentation based on engineering ...
  • Masson, C., Smaili, A., & Leclerc, C. (۲۰۰۱). Aerodynamic analysis ...
  • Narramore, J., & Vermeland, R. (۱۹۹۲). Navierstokes calculations of inboard ...
  • Patankar, S. (۲۰۱۸). Numerical heat transfer and fluid flow. Taylor ...
  • Ramesh Kumar, K., & Selvaraj, M. (۲۰۲۳). Investigations on integrated ...
  • Rehman, S., Alam, M., Alhems, L. M., Rafique, M. M., ...
  • Rhodes, C. J. (۲۰۱۶). The ۲۰۱۵ paris climate change conference: ...
  • Schepers, J., Boorsma, K., & Munduate, X. (۲۰۱۴). Final results ...
  • Shen, W. Z., Mikkelsen, R., Sørensen, J. N., & Bak, ...
  • Snel, H. (۲۰۰۳). Review of aerodynamics for wind turbines. Wind ...
  • Snel, H., Houwink, R., Bosschers, J., et al. (۱۹۹۴). Sectional ...
  • Sørensen, J. N., & Myken, A. (۱۹۹۲). Unsteady actuator disc ...
  • Stevens, R. J., Mart´ınez-Tossas, L. A., & Meneveau, C. (۲۰۱۸). ...
  • Sturge, D., Sobotta, D., Howell, R., While, A., & Lou, ...
  • Tian, L., Song, Y., Zhao, N., Shen, W., Zhu, C., ...
  • Yakhot, V., & Orszag, S. A. (۱۹۸۶). Renormalization group analysis ...
  • نمایش کامل مراجع