مطالعه تجربي و عددي توربين جزر و مدي عمود محور

توربين‌هاي جزر و مدي به منظور استحصال انرژي از جريا‌ن‌هاي دريايي و جزر و مدي استفاده مي‌شوند و عموما بر اساس محور دوران خود به دو دسته محور افقي و محور عمودي تقسيم مي‌شوند. در اين پژوهش به بررسي پارامترهاي مؤثر بر هيدروديناميك جريان در يك توربين جزر و مدي محور عمودي هانتر پرداخته شده است. ابتدا توربين هانتر در مقياس 1:20 ساخته شده و در محيط آزمايشگاهي مورد مطالعه تجربي قرار گرفته و سپس با استفاده از حل گذراي ديناميك سيالات محاسباتي به شبيه‌سازي عددي جريان پرداخته شده است. شبيه‌سازي در دو شرايط غياب سطح آزاد و حضور آن به انجام رسيده است و از روش حجم سيال براي مدل‌سازي سطح آزاد بهره گرفته شده است. نتايج شبيه‌سازي با داده‌هاي آزمايشگاهي، صحت سنجي شده و تطابق مناسبي را نشان مي‌دهد. ضريب قدرت بيشينه حدود 23 درصد است و در ضريب جريان بين 4/ 0 تا 43 / 0 اتفاق مي‌افتد. نتايج شبيه‌سازي در غياب سطح آزاد نشان مي‌دهد با افزايش ضريب انسداد، ضريب قدرت افزايش مي‌يابد به شكلي كه در انسداد 2/ 0، ضريب قدرت از مقدار 8/ 4 درصد با افزايش 4/ 8 درصد به 2/ 13 درصد در انسداد 32 / 0 رسيد. همچنين آناليز سطح آزاد نشان مي‌دهد، تغيير شكل سطح آزاد باعث ايجاد گشتاور بيشتري روي پره توربين مي‌گردد؛ در حالي كه متوسط ضريب گشتاور در غياب سطح آزاد حداكثر 18 / 0 است، همين ضريب با وجود سطح آزاد با افزايش 120 درصدي به 4/ 0 مي‌رسد و ضريب قدرت نيز 10 درصد افزايش مي‌يابد.