Analisi numerica di una turbina eolica ad asse verticale - Atomino FVG

4.3 VALIDAZIONE DEL CODICE NUMERICO 53
Il profilo NACA0015 è stato generato con Xfoil e discretizzato
con 160 punti. In Tabella 4.1 sono riassunte le caratteristiche della
mesh.
Regioni → Fluido Rotante
Rotore Profilo
∆x (m) 0, 008 0, 004 0, 002
n. celle 7171 18930
celle totali 26101
Contorni → inlet lati outlet asse profilo
facce 21 258 17 58 75
spessore celle quadrilatere (m) 5 · 10 −5
Tabella 4.1: Caratteristiche della mesh di validazione
4.3.2 Risultati sperimentali
La simulazione vuole rappresentare le condizioni di flusso a
Re = 50000 con λ = 2, quindi velocità del flusso entrante pari a
V∞ = 7, 5 m/s e velocità angolare della turbina pari a ω = 75 rad/s
(11, 93 giri/s). In Figura 4.8 sono mostrati i risultati sperimentali
per questo regime ottenuti da Simão Ferreira et al. (2008). Possiamo
vedere come il flusso sia caratterizzato da un forte rilascio di
vorticità dal bordo d’attacco, dove si stacca un vortice che ruota
in senso orario (vorticità negativa) e dal bordo d’uscita, dove
si forma una scia che tende a ruotare verso l’alto a causa della
depressione generata sul dorso dal distacco dello strato limite.
La validazione della simulazione sarà effettuata confrontando
il campo di vorticità in prossimità del profilo per le posizioni
angolari 3 comprese tra θ = 90 ◦ e θ = 113 ◦ ; questa scelta è giustificata
dalla presenza in queste posizioni dell’evoluzione della
vorticità rilasciata dal bordo d’attacco. In queste due posizioni
azimutali si ha che:
• a θ = 90 ◦ la vorticità rilasciata dal bordo d’attacco si estende
in una regione lunga circa una corda; invece la scia al bordo
d’uscita è di piccola entità (Figura 4.9).
• a θ = 113 ◦ la scia rilasciata al bordo d’uscita si è estesa sul
dorso del profilo a causa della bassa pressione e la vorticità
positiva (antioraria) si è posta tra il profilo e la vorticità di
bordo d’attacco precedentemente rilasciata.
I risultati sperimentali a disposizione per i confronti sono
costituiti dal valor medio della circolazione in prossimità del
3 θ = 0 ◦ corrisponde alla posizione del profilo sotto all’asse in direzione parallela
a V∞