Research of workflow of vertical wind turbines by numerical simulation

Authors

  • Vitaliy Lipoviy SUMYSTATEUNIVERSITY 2 Rimsky-Korsakov Str ,Sumy, Ukraine, 40007, Ukraine
  • Andriy Papchenko SUMYSTATEUNIVERSITY 2 Rimsky-Korsakov Str, Sumy, Ukraine, 40007, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14834

Keywords:

numerical simulation, aerodynamic characteristics, vertical wind turbine, turbulence model, airfoil

Abstract

The article presents the results of the numerical simulation of vertical wind turbines with calculated system ANSYS CFX. The basic steps of calculation were described in details. The object of the research is an open airfoil. The comparative data of construction of the calculated domain, using the surface of an interface and without it was presented. A possibility of using the calculated domain without the interface surface in order to save computational resources without compromising the accuracy of the calculation was grounded. The calculation was carried out and there is a comparison of the experimental and calculated aerodynamic characteristics under conditions that different models of turbulence are used. It was proved that the most adequate results of prediction of aerodynamic characteristics of the vertical wind turbine are provided by the SSG turbulence model. To improve the accuracy of the calculated experiment it was suggested to use the empirical coefficient.

Author Biographies

Vitaliy Lipoviy, SUMYSTATEUNIVERSITY 2 Rimsky-Korsakov Str ,Sumy, Ukraine, 40007

Post graduate student

Department of Applied Hydro- and Aeromechanics

Andriy Papchenko, SUMYSTATEUNIVERSITY 2 Rimsky-Korsakov Str, Sumy, Ukraine, 40007

Research associate

Department of Applied Hydro- and Aeromechanics

References

  1. А.с. 1765493 СССР, МПК F03D3/06. Ветроколесо [Текст] / Коваленко В.М., Волков Н.И., Рожкова Л.Г., Денисенко С.В., Токаренко О.В. (СССР). – 4779414: заявл. 09.01.1990, опубл. 30.09.1992- 4с.
  2. А.с. 1733680 СССР, МПК F03D1/06. Лопасть вітроколеса [Текст] / Коваленко В.М., Волков Н.И., Рожкова Л.Г., Бурлака В.Б., Пшик Р.Б. (СССР). – 4776348: заявл. 03.01.1990, опубл. 15.05.1992, Бюл. № 5. – 2 с.
  3. Совершенствование аэродинамических форм и аэродинамические способы управления вращением роторов вертикально-осевых ветроустановок [Текст]: отчет о НИР (промежуточ.) / СумГУ: рук. Коваленко В.М. – Сумы, 1997. – 81с.
  4. Волков М.І. Аеродинаміка ортогональних вітродвигунів (деякі математичні моделі та їх чисельна реалізація) [Текст] / Волков М.І. – Суми: ВВП «Мрія-1»ЛТД, 1996.-198с.
  5. Шевченко Ю.В., Методика расчета аэродинамических характеристик быстроходных ветродвигателей [Текст] / Шевченко Ю.В., Ефремов Н.Н., Халай Ю.Л. – К.: 1988.
  6. Ляхтер В.М. Аэродинамика ортогональных ветродвигателей [Текст] / Ляхтер В.М., Шполянский Ю.Б. // Сб.науч.тр. Гидропроэкта, - 1988, вып 129, С. 113-127.
  7. Гончаренко С.В. Численное моделирование работы ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения [Текст] / Гончаренко С.В. // Сб. науч. тр. «Математические методы расчета гидрогазодинамических течений» - Днепропетровск, 1990, С. 54-62.
  8. Волков Н.И. Расчет обтекания вращающихся круговых решеток профилей [Текст] / Волков Н.И // Труды VIII междун. науч. конф. «Насосы -96» - Сумы, 1996, т.1, С. 246-253.
  9. Волков Н.И. Исследование аэродинамики ортогональных ветродвигателей на базе математических моделей [Текст] / Волков Н.И. // тез. докл. научн.-техн. конф. «Гидромеханика в инженерной практике». – К.: 1996, с.11.
  10. Волков Н.И. Математические модели течений в ортогональных ветродвигателях [Текст]/ Волков Н.И.// Тез. докл. X всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели»,. – М.: ГПНТБ, 1996, с. 42-42.
  11. "Windwheel" A.c. №1765493 (1992). Kovalenko V.M.,Volkov N.I.,Rojkova L.G. and others
  12. "The blade of windturbine". A.c. №1733680 (1992). Kovalenko V.M.,Volkov N.I.,Rojkova L.G. and others
  13. Kovalenko V.M. (1996). Researching of optimum wind turbine aerodynamic characteristics for various purposes, report Symu State University,1996,
  14. Volkov N.I.(1996). Aerodynamic of vertical axis wind turbine, scientific manual. - Symu: 198
  15. Shevchenko, Y.V., Efremov, N.N., Halaj, Y.L. (1988) Solving methods of aerodynamic characteristics for high-speed windturbines. Kyiv,politechnic institute. - K.
  16. Lahter, V.M., Shpolanskij, Y.B. (1988). Aerodynamic of vertical axis vind turbine. Hydroproject, ed.129
  17. Goncharenko S.V. (1990). Vertical axis wind turbine numerical simulation. Mathematics solving methods for hydrogasdynamic, Dnipropetrovsk
  18. Volkov N.I. (1996). Flow calculation around the rotating circular grating profiles. VIII International Scientific Conference "Pumps-96",Symu
  19. Volkov N.I. (1996) Using mathematics models for aerodynamic researching of vertical axis wind turbines. Theses reports of scientific technical conference "Hydromechanics in engineering". K.
  20. Volkov N.I. (1996). Mathematics flow models for vertical axis wind turbine. Theses X Russian scientific technical conference " Gas turbine and combined machines and motors ",. - M.:GPNTB

Downloads

Published

2013-06-19

How to Cite

Lipoviy, V., & Papchenko, A. (2013). Research of workflow of vertical wind turbines by numerical simulation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8(63), 39–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.14834

Issue

Section

Energy-saving technologies and equipment