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

Sensibilità alla griglia di calcolo
4.3 VALIDAZIONE DEL CODICE NUMERICO 73
Per il modello DES che riporta i risultati più vicini agli esperimenti
sono state fatte altre tre simulazioni per verificarne la sensibilità
all’infittimento della mesh e del time-step. Una prima simulazione
è stata effettuata lasciando invariato il time-step e dimezzando
la lunghezza caratteristica della Mesh Profilo (Figura 4.36), quindi
riducendo di 4 volte l’area di ogni cella.
(a) Mesh fitta (b) Mesh di riferimento
Figura 4.36: Mesh del profilo più fitta
Una seconda simulazione è stata effettuata lasciando inalterata
la mesh e dimezzando il time-step, quindi il rotore girava di 1 ◦
ogni 2 time-steps, infine l’ultima simulazione con Mesh Profilo
dimezzata e time-step dimezzato. Le simulazioni con time-step
dimezzato sono state effettuate partendo dalla soluzione col timestep
di riferimento e facendo girare la simulazione per altri due
giri del rotore.
I risultati sono riportati nelle figure 4.37 e 4.38. Si vede come
un dimezzamento della grandezza caratteristica della mesh sovrastimi
la generazione di vorticità nelle posizione angolari di nostro
interesse invece un dimezzamento del time-step non modifica di
molto la soluzione. In termini quantitativi il dimezzamento della
mesh influisce negativamente sull’errore sulla vorticità facendolo
aumentare fino al 30%. Dalla Figura 4.38 però possiamo notare
come l’infittimento della mesh lascia inalterato il massimo valore
del Cm , e modifica sensibilmente la curva solo nell’intervallo
da θ = 95 ◦ a θ = 160 ◦ invalidando i risultati nell’intervallo che
stiamo analizzando.