On the outer boundary conditions for the fluid dynamics simulation of vertical-axis turbines
Notice bibliographique
Résumé
Many computational fluid dynamics simulations of isolated vertical-axis turbines use a 2D, rectangular computational domain and slip or symmetry boundary conditions (BCs) along the domain’s lateral outer boundaries or side walls. These BCs prevent any flux of mass and momentum across the side walls and so can cause the velocity at the domain inlet to be less than the freestream velocity at infinity. With further simplification that the flow is steady, an equation for the difference between these velocities is derived from the impulse form of the axial momentum equation for a control volume that coincides with the outer boundaries. The difference depends on the turbine thrust and the distance to the side walls. Corrections are derived for the power and thrust coefficients for isolated turbines and estimates provided for the domain size needed to reduce the correction to a specified level. When multiple turbines are arranged normally to the flow in close proximity, symmetry or periodic BCs are appropriate, but the difference between the inlet and freestream velocity can be large enough to invalidate recent claims that proximity increases the power output. We argue that both isolated and multiple turbine simulations should use BCs that include a point vortex for consistency with the turbine side force and a point source for consistency with the thrust. Nevertheless, it is not possible to ensure consistency with the moment equation for the control volume, and this may affect the accuracy of the calculated power output.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».