محاسبه شتاب و گشتاورنوسانی توربین های بادی محورعمودی ، بدلیل نیاز به تکنیک های مبتنی بر شبکه بندی و حل همزمان معادلات اویلری حاکم بر جریان سیال و معادلات لاگرانژی حاکم بر بدنه صلب توربین، از پیچیدگی و زمان محاسبات بالایی برخورداربوده و تابعی از ممان اینرسی توربین می باشد. اما در بیشتر مطالعات انجام شده، سرعت زاویه ای توربین مشخص و ثابت فرض شده و بدون توجه به ممان اینرسی با حل معادلات اویلری فاز گاز روی شبکه متحرکی با سرعت ثابت روتور، جریان اطراف پره ها شبیه سازی شده است. لذا در این مقالهبه مطالعه اثر ممان-اینرسی توربین بادی داریوس از نوع تیغه مستقیم،بر عملکرد و سرعت زاویه ای آن با استفاده از روش ترکیبی شبکه پویا و یک درجه آزادی پرداخته شده است. معادلات اویلری فاز گاز بصورت گذرا و بر اساس روش حجم محدود گسسته و توسط الگوریتمپیزوبر روی یک شبکه پویا، که بر اساس موقعیت جدید توربین در هر گام زمانی تولید می شود، حل شده است. در این روش با محاسبه برآیند نیروهای وارد بر جسم (نیروهای آیرودینامیکیناشی از جریان باد وارد بر تیغه‌هاو نیروهایمکانیکی شامل اصطکاک و گشتاور ناشی از بار ژنراتور) از قانون دوم نیوتن شتاب، و با انتگرال گیری از آن در گام های زمانی بسیار کوچک، سرعت و موقعیت توربین محاسبه می شود. نتایج نشان می دهد ممان اینرسی نقش مهمی بر فرکانس و دامنه ی سرعت زاویه ای، نوساناتگشتاورخروجیو توان خروجی توربین داشته که در تحلیل مکانیکی پره ها از جمله پدیده خستگی از اهمیت زیادی برخوردار است.

کلمات کلیدی