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Enregistrement W4407415942 · doi:10.2514/6.2025-0028

Improving the K-ω SST Turbulence Model to Perform the Numerical Calculation for the Darrieus Vertical-Axis Wind Turbine Profiles

2025· article· en· W4407415942 sur OpenAlexaff
Masoud Darbandi, G. E. Schneider, Alireza Nojavan

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueWind and Air Flow Studies
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTurbulenceVertical axis wind turbineTurbineMeteorologyHorizontal axisVertical axisEnvironmental scienceMarine engineeringAtmospheric modelWind powerPhysicsGeologyAerospace engineeringMechanicsMathematicsEngineeringElectrical engineeringGeometry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The choice of suitable airfoils in wind turbine rotors is known as an important task to appropriately increase the blare sections’ lift without significant increase in their drags. In fact, the configuration should reduce the chance of flow separation at airfoil sections while boosting the turbine efficiency. So, one important task is to accurately predict the flow field around the rotor’s sections. Experiences have shown that the complexities of such flow fields require using more accurate turbulence models such as the k-ω SST model. However, the classical k-ω SST model has not been developed specifically for treating the flow fields around the wind turbine rotors. So, the current question is whether it is possible to improve the accuracy of existing k-ω SST model in specific fluid flow applications such as the wind turbine flow field predictions. This study focuses on improving the accuracy of the k-ω SST turbulence model in the computational fluid dynamics simulation of the DU06-W-200 airfoil section, which has wide applications in wind turbine applications including the Darrieus vertical-axis wind turbine case. Definitely, the accurate aerodynamic predictions are essential to choose the most suitable section, where they result in optimum turbine performance. To improve the accuracy of predictions, this work tries to improve the accuracy of the classical k-ω SST turbulence model via an optimization procedure, where its design parameters are consisted of the constants of the k-ω SST turbulence model. The essence of the defined objective function is to quantify the differences between the numerical solutions and measured data. The measured inaccuracy, defined by the objective function, is suitably minimized using an appropriate minimization technique. Ultimately, the developed optimization algorithm arrives at new empirical constants, whose values differ from those of the classical method constants, which are commonly used in the standard k-ω SST model. The modified k-ω SST turbulence model is then applied to solve a 2D-DU airfoil section. This airfoil section is chosen because there are accurate experimental data to construct the required objective function. The investigation is performed at three Reynolds numbers and seven angles of attack. The present research shows that the improved k-ω SST turbulence model significantly improves the accuracy of numerical predictions. Compared to the measured data, the new improved model shows higher accuracies than the classical one in predicting different aerodynamic predictions such as lift, drag, and the lift-to-drag ratio.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,245
Écart entre enseignants0,233 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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