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

CONCLUSIONI 95
ma dai risultati numerici in configurazione di avvio (5.1) si
vede che per ridurre l’ampiezza di oscillazione della coppia
si potrebbero sfasare i profili di 45 ◦ .
Si dovrebbe valutare a questo punto se il posizionamento relativo
dei profili non modifica eccessivamente le loro prestazioni rispetto
alla condizione in cui operano a distanze maggiori. A titolo
d’esempio si riporta il risultato di una simulazione numerica
con la geometria di validazione (4.3.1) in cui è stato aggiunto un
profilo a distanza ∆θ = 180 ◦ . Con questa simulazione si voleva
vedere se c’era qualche effetto di interferenza aerodinamica
rispetto al caso con una singola pala. Nel grafico sono riportati,
per ogni simulazione, i valori di due rotazioni successive, la
velocità d’ingresso è di V∞ = 7, 5 m/s e λ = 3, 5. Si può vedere
chiaramente come il Cm istantaneo massimo si riduce e aumenta
quello negativo. Andrebbe effettuato uno studio più approfondito
per ridurre al massimo questi effetti legati all’interferenza
aerodinamica.
Coefficiente di Momento
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
Tsr=3,5 - Re=70000 due pale
Tsr=3,5 - Re=70000 una pala
0 50 100 150 200 250 300 350
Azimut θ [Ê]
Figura 6.1: Effetto sulla coppia dell’interferenza aerodinamica fra
profili
• Si è visto come tutte le grandezze derivate dalla coppia
(accelerazione, velocità, potenza) hanno un andamento periodico:
la frequenza è legata alla velocità di rotazione e il
valore istantaneo alla posizione angolare della pala. Queste
oscillazioni inducono fatica sulle strutture e andrebbero evitate:
per far questo si può pensare di sfasare ogni sezione di
un certo ∆θ, in modo che sommando grandezze con stessa
frequenza ma diversa fase si ottiene un valore costante e
indipendente dalla fase. Sfasando le pale in modo continuo
si otterrebbero delle pale elicoidali (Figura 6.2). Una
simulazione 3D della turbina completa permetterebbe di