날개가 있는 H형 다리에우스 VAWT 회전자의 공기 역학적 성능: CFD 시뮬레이션

이 연구에서는 날개가 있는 H-로터 수직축 풍력 터빈과 날개가 없는 H-로터 수직축 풍력 터빈을 ANSYS CFX 소프트웨어를 사용하여 구조적 메싱 기술과 비압축 연속 레이놀즈 평균 나비에-스토크스 방정식(RANS) 솔버를 기반으로 시뮬레이션하였다. CFD와 실험 결과가 계산 범위 동안 회전자의 전력 계수에 대해 잘 일치함을 보여준다. 날개가 있는 H형 수직축 풍력 터빈의 전력 계수는 원래 H형 수직축 풍력 터빈보다 10%에서 19% 더 높다. 각 회전에서 날개가 있는 H형 수직축 풍력 터빈의 출력 토크는 모든 방위각에서 원래 H형 수직축 풍력 터빈보다 크며, 최대 토크는 12.8% 증가하고 팁 비율이 1.53에 도달했을 때 음의 토크가 방지된다. 최소 및 최대 추력은 각각 26.7% 및 3.4% 증가한다. 날개가 있는 H-로터 블레이드의 팁에서의 와도 분포는 날개가 없는 H-로터보다 약하다. 블레이드 팁 근처의 공기 역학적 성능이 향상된다. 날개는 전체 토크 생성량을 증가시키지만 각 블레이드의 모든 방위각에서 성능을 개선하지는 않는다. 보고된 결과는 향후 날개가 있는 H-로터 VAWT의 설계 및 최적화를 위한 귀중한 참고자료나 기준을 제공할 수 있다.