Performance analysis of vertical-axis wind turbine clusters: Effect of inter-turbine spacing and turbine rotation

涡轮机 物理 风力发电 旋转(数学) 转速 航空航天工程 垂直轴风力涡轮机 海洋工程 机械 计算机科学 工程类 经典力学 电气工程 人工智能 热力学
作者
D G,Mayank Verma,Ashoke De
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:35 (10) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0169060
摘要

Wind energy has emerged as a viable alternative to fossil fuels, with vertical axis wind turbines (VAWTs) gaining popularity due to their efficiency and adaptability. Combining the Actuator Line Method (ALM) with Large Eddy Simulation (LES) enables accurate performance evaluations, facilitating the design and optimization of wind turbines. The present study invokes ALM-based methodology to perform calculations for the VAWTs. The results of the LES simulations of the VAWTs have been extensively validated against the available experimental and numerical data. The study further explores a VAWT cluster of three turbines by investigating the influence of turbine spacing (in both in-line and staggered configuration) on cluster performance. The study shows that the configuration with a streamwise separation (Xsep) of 0.34D and a transverse separation (Ysep) of 2.5D exhibits superior performance to other combinations owing to increased kinetic energy in the wake for the downstream turbines. Further, we have presented the effect of varying the rotation direction (in combinations of Clockwise and Counter-Clockwise rotation) for the individual turbines in the 3-turbine cluster for the two configurations: in-line (Xsep = 0D, Ysep = 2.5D) and staggered (Xsep = 0.34D, Ysep = 2.5D). Staggered counter-rotating turbine cases show reduced performance compared to co-rotating cases, specifically, the clockwise co-rotating (C-C-C) configuration. In the in-line configuration, counter-rotating setups outperform co-rotating ones. Counter-rotation analysis reveals that reducing streamwise separation allows turbines to align in line without sacrificing performance, thereby increasing the power density of the turbine cluster

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
白小白发布了新的文献求助10
刚刚
爱笑立果完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
过几天完成签到,获得积分10
1秒前
男孩晟权完成签到 ,获得积分10
3秒前
nsdcdcbdv发布了新的文献求助30
4秒前
喜悦尔岚发布了新的文献求助10
5秒前
niuniu发布了新的文献求助10
6秒前
李爱国应助Ding-Ding采纳,获得10
7秒前
可爱的函函应助郭先森3316采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
刘某完成签到,获得积分10
9秒前
JamesPei应助xiaobyqa采纳,获得10
9秒前
9秒前
10秒前
NPER完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
搜集达人应助xiaoxiao采纳,获得10
11秒前
白小白完成签到,获得积分10
11秒前
蟹老板发布了新的文献求助10
11秒前
田様应助nsdcdcbdv采纳,获得10
12秒前
大树十字坡完成签到,获得积分10
12秒前
金金完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI2S应助niuniu采纳,获得10
15秒前
iris发布了新的文献求助10
16秒前
MINA应助爱大美采纳,获得10
16秒前
16秒前
AllRightReserved应助sc采纳,获得10
17秒前
无聊又夏完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
zzz应助cc采纳,获得10
20秒前
深情安青应助吸墨采纳,获得10
20秒前
20秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
20秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
20秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6544129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8333658
关于积分的说明 17858257
捐赠科研通 5652270
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2937175
邀请新用户注册赠送积分活动 1913480
关于科研通互助平台的介绍 1775976