Effect of struts and central tower on aerodynamics and aeroacoustics of vertical axis wind turbines using mid-fidelity and high-fidelity methods
Notice bibliographique
Résumé
This study investigates the impact of struts and a central tower on the aerodynamics and aeroacoustics of Darrieus Vertical Axis Wind Turbines (VAWTs) at chord-based Reynolds numbers of 8.12e4. A 2-bladed H-Darrieus VAWT is used, featuring a 1.5m diameter, a solidity of 0.1 and a blade cross-section of symmetrical NACA 0021. The turbine design is kept simple and straight-bladed which is essential for isolating and analyzing the specific effects of struts and a tower. The high-fidelity Lattice Boltzmann Method (LBM) in PowerFLOW 6-2020 and the mid-fidelity Lifting Line Free Vortex Wake (LLFVW) method in QBlade 2.0 are employed, with the mid-fidelity method providing a faster analytical tool for insights into the turbine performance. Firstly, both the LLFVW (mid-fidelity) and LBM (high-fidelity) methods effectively capture the general trends observed in VAWT power performance. However, the former predicts mean thrust values that are approximately 10% higher, and mean torque values that are approximately 19% higher, in comparison to the latter. Subsequently, the former predicts lower streamwise wake velocities relative to those predicted by the latter. These differences increase in configurations that include struts and a tower (to 30% - 31%). Secondly, the presence of struts and a tower leads to a reduction in both mean power (by 15% to 55%) and thrust (by 3% to 3.6%), with a further small decrease observed when doubling the tower diameter (power and thrust both by 0.5% to 3%). The struts predominantly affect the spanwise distribution of blade loading, while the tower impacts the azimuthal variation of blade loading. Additionally, the addition of struts and a tower reduces low-frequency noise (50-200 Hz) while increasing high-frequency noise (> 300 Hz). The observed decrease in mean blade loading results in reduced low-frequency noise, while the increase in high-frequency noise is ascribed to the increased intensity of BWI/BVI leading to higher unsteady loading fluctuations on blades.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».