Numerical Investigations on the Fluid Behavior in the Near Wake of an Experimental Wind Turbine Model in the Presence of the Nacelle
Notice bibliographique
Résumé
Accurate predictions of the near wake of horizontal-axis wind turbines are critical in estimating and optimizing the energy production of wind farms. Consequently, accurate aerodynamic models of an isolated wind turbine are required. In this paper, the steady-state flow around an experimental horizontal-axis wind turbine (known as the MEXICO model) is investigated using full-geometry computational fluid dynamics (CFD) simulations. The simulations are performed using Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations in combination with the transitional k-kl-w turbulence model. The multiple reference frame (MRF) approach is used to allow the rotation of the blades. The impacts of the nacelle and blade rotation on the induction region and near wake are highlighted. Simulation cases under attached and detached flow conditions with and without the nacelle were compared to the detailed particle image velocimetry (PIV) measurements. The axial and radial flow behaviors at the induction region have been analyzed in detail. This study attempts to highlight the nacelle effects on the near wake flow and on numerical prediction accuracy under various conditions, as well as the possible reasons for these effects. According to simulation results, the rotation of blades dominates the near wake region, and including the nacelle geometry can improve both axial and radial flow prediction accuracy by up to 15% at high wind speeds. At low wind speeds, the nacelle effects can be ignored. The presence of the nacelle has also been shown to increase flow separation at the trailing edges of the blade airfoils, increasing both root and tip vorticities. Finally, small nacelle diameters are recommended to reduce flow separation on the blades and increase the average velocity downstream of the rotor, thereby optimizing wind farm output power.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».