Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Experimental Investigation of Surface Roughness Effect over Wind Turbine Airfoil

Yıl 2016, Cilt: 31 Sayı: ÖS2, 127 - 134, 15.10.2016
https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.316730

Öz

The present study ensures an experimental investigation of NACA4412 wind turbine blade airfoil prepared with the sandpaper as a roughness device in order to control its flow. The smoke-wire and hot-wire experiments were carried out at low Reynolds number ranging from 25000 to 75000 and angle of attack of 8°. As geometrical parameters, height of sandpaper and it location over the airfoil were conducted. It was positioned 15%-25% chord length. Height of sandpaper was selected 0.5 mm. The experimental results revealed that the flow over NACA4412 was affected when sandpaper was utilized because either amount of lift apparently increased or the location and size of laminar separation bubble (LSB) were changed. As a result, it was shown that the use of sandpaper provided passive flow control and it was an effective way in terms of delay or suppress separation over NACA4412 airfoil.

Kaynakça

  • 1. Hossain, M.S., Raiyan, M.F., Akanda, M.N.U., Jony, N.H.A., A Comparative flow analysis of NACA 6409 and NACA 4412 aerofoil, International Jornal of Research in Engineering and Technology 3.
  • 2. Amanullah, C., Arjomandi, M., Kelso, R., 2015. A Study of Long Separation Bubble on Thick Airfoils and its Consequent Effects, International Journal of Heat and Fluid Flow 52: 84-96.
  • 3. Genç, M.S., Karasu, İ., Açıkel, H.H., Akpolat, M.T., 2012. Low Reynolds Number flows and Transition, Low Reynolds Number Aerodynamics and Transition, Editor: M. Serdar GENÇ. ISBN 979-953-307-627-9, Intech-Sciyo.
  • 4. Singh, R.K., Ahmed, M.R., Zullah, M.A., Lee, Y.H., 2012. Design of a Low Reynolds Number Airfoil for Small Horizontal Axis Wind Turbines, Renewable energy 42: 66-76.
  • 5. Genç, M.S., İlyas, K., H. Hakan, A., 2012. An Experimental Study on Aerodynamics of NACA2415 Aerofoil at Low Re Numbers, Experimental Thermal and Fluid Science 39: 252-264.
  • 6. Karasu, İ., Genç, M.S., Açikel, H.H., 2013. Numerical Study on Low Reynolds Number Flows Over an Aerofoil, J. Appl. Mech. Eng 2.5: 131.
  • 7. Shah, H., Kitaba, J., Mathew, S., Lim, C.M., 2014. Experimental Flow Visualization Over a Two-dimensional Airfoil at Low Reynolds Number, Engineering and Technology (BICET 2014), 5th Brunei International Conference on. IET.
  • 8. Roberts, W.B., 1980. Calculation of Laminar Separation Bubbles and Their Effect on Airfoil Performance, AIAA Journal 18.1: 25-31.
  • 9. Mueller, Thomas, J., 1985. The Influence of Laminar Separation and Transition on Low Reynolds Number Airfoil Hysteresis, Journal of Aircraft 22.9: 763-770.
  • 10. Cesini, G., Ricci, R., Montelpare, S., Silvi, E., 2002. A Thermographic Method to Evaluate Laminar Bubble Phenomena on Airfoil Operating at Low Reynolds Number, Quantitative Infra Red Thermography 6. 101-107.
  • 11. Genç, M.S., Akpolat, M.T., Açıkel, H.H., Karasu, İ., 2012. An Experimental Study of Perpendicular Acoustic Disturbances Effect on Flow Over an Aerofoil at Low Reynolds Numbers, ASME 2012 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, American Society of Mechanical Engineers.
  • 12. Gordnier, Raymond E., Peter, E., Attar, J., 2014. Impact of Flexibility on the Aerodynamics of an Aspect Ratio Two Membrane Wing, Journal of Fluids and Structures 45: 138-152.
  • 13. Rojratsirikul, P., Genc, M.S., Wang, Z., Gursul, I., 2011. Flow-induced Vibrations of Low Aspect Ratio Rectangular Membrane Wings, Journal of Fluids and Structures 27.8: 1296-1309.
  • 14. Genç, M.S., Karasu, İ., Açıkel, H.H., Akpolat, M.T., Özkan, G., 2016. Acoustic Control of Flow Over NACA 2415 Aerofoil at Low Reynolds Numbers." Sustainable Aviation. Springer International Publishing, p. 375-420.
  • 15. Açıkel, H.H., Genç, M.S., 2016. Flow Control With Perpendicular Acoustic Forcing on NACA 2415 Aerofoil at Low Reynolds Numbers, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 0954410015625672.
  • 16. Xue, S., Johnson, B., Chao, D., Sareen, A., Westergaard, C., 2010. Advanced Aerodynamic Modeling of Vortex Generators for Wind Turbine Applications, European Wind Energy Conference (EWEC), Warsaw Poland.
  • 17. Øye, S., 1995. The Effect of Vortex Generators on the Performance of the ELKRAFT 1000 kw Turbine, 9th IEA Symposium on Aerodynamics of Wind Turbines, Stockholm, ISSN.
  • 18. Lin, John C., 2002. Review of Research on Low-profile Vortex Generators to Control Boundary-layer Separation, Progress in Aerospace Sciences 38.4: 389-420.
  • 19. Koca, K., Genç, M.S., Açikel, H.H., 2016. Roughness Effect on Flow over Wind Turbine Airfoil, The International Symposium on Sustainable Aviation (ISSA-2016), 29 May- 1 June 2016, Istanbul, Turkey.

Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi

Yıl 2016, Cilt: 31 Sayı: ÖS2, 127 - 134, 15.10.2016
https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.316730

Öz

Mevcut çalışma, akış kontrolü sağlamak için pürüzlülük elemanı olan zımpara kağıdı ile hazırlanmış NACA4412 rüzgar türbini kanadının deneysel çalışmasını sağlamaktadır. Duman teli ve Sıcak-tel anemometresi deneyleri 8° hücum açısında ve 25000 ile 75000 arasında değişen hücum açılarında gerçekleştirilmiştir. Geometrik parametre olarak, kanat üzerindeki pürüzlülüğün yeri ve yüksekliği ele alınmıştır. Pürüzlülük %15-25 kord boyuna yerleştirilmiştir. Zımpara kağıdı yüksekliği 0,5 mm olarak seçilmiştir. Önceden deneysel çalışmalar NACA4412 kanat profilinin aerodinamik performansı açısından iyi sonuçlar gösterecek mi şeklinde düşünülmüştü. Gerçekten, deneysel sonuçlar zımpara kağıdı kullanıldığı zaman NACA4412 kanat profili üzerindeki akışın etkilendiğini ortaya çıkardı, çünkü ya kanadın kaldırma miktarında belli bir artış vardı ya da laminer ayrılma kabarcığının konumu değiştirilmişti. Sonuç olarak, zımparanın kullanılması pasif akış kontrolü sağladığını ve NACA4412 kanat profili üzerindeki akış ayrılmasını ertelediği ya da yok ettiğini göstermektedir.

Kaynakça

  • 1. Hossain, M.S., Raiyan, M.F., Akanda, M.N.U., Jony, N.H.A., A Comparative flow analysis of NACA 6409 and NACA 4412 aerofoil, International Jornal of Research in Engineering and Technology 3.
  • 2. Amanullah, C., Arjomandi, M., Kelso, R., 2015. A Study of Long Separation Bubble on Thick Airfoils and its Consequent Effects, International Journal of Heat and Fluid Flow 52: 84-96.
  • 3. Genç, M.S., Karasu, İ., Açıkel, H.H., Akpolat, M.T., 2012. Low Reynolds Number flows and Transition, Low Reynolds Number Aerodynamics and Transition, Editor: M. Serdar GENÇ. ISBN 979-953-307-627-9, Intech-Sciyo.
  • 4. Singh, R.K., Ahmed, M.R., Zullah, M.A., Lee, Y.H., 2012. Design of a Low Reynolds Number Airfoil for Small Horizontal Axis Wind Turbines, Renewable energy 42: 66-76.
  • 5. Genç, M.S., İlyas, K., H. Hakan, A., 2012. An Experimental Study on Aerodynamics of NACA2415 Aerofoil at Low Re Numbers, Experimental Thermal and Fluid Science 39: 252-264.
  • 6. Karasu, İ., Genç, M.S., Açikel, H.H., 2013. Numerical Study on Low Reynolds Number Flows Over an Aerofoil, J. Appl. Mech. Eng 2.5: 131.
  • 7. Shah, H., Kitaba, J., Mathew, S., Lim, C.M., 2014. Experimental Flow Visualization Over a Two-dimensional Airfoil at Low Reynolds Number, Engineering and Technology (BICET 2014), 5th Brunei International Conference on. IET.
  • 8. Roberts, W.B., 1980. Calculation of Laminar Separation Bubbles and Their Effect on Airfoil Performance, AIAA Journal 18.1: 25-31.
  • 9. Mueller, Thomas, J., 1985. The Influence of Laminar Separation and Transition on Low Reynolds Number Airfoil Hysteresis, Journal of Aircraft 22.9: 763-770.
  • 10. Cesini, G., Ricci, R., Montelpare, S., Silvi, E., 2002. A Thermographic Method to Evaluate Laminar Bubble Phenomena on Airfoil Operating at Low Reynolds Number, Quantitative Infra Red Thermography 6. 101-107.
  • 11. Genç, M.S., Akpolat, M.T., Açıkel, H.H., Karasu, İ., 2012. An Experimental Study of Perpendicular Acoustic Disturbances Effect on Flow Over an Aerofoil at Low Reynolds Numbers, ASME 2012 International Mechanical Engineering Congress and Exposition, American Society of Mechanical Engineers.
  • 12. Gordnier, Raymond E., Peter, E., Attar, J., 2014. Impact of Flexibility on the Aerodynamics of an Aspect Ratio Two Membrane Wing, Journal of Fluids and Structures 45: 138-152.
  • 13. Rojratsirikul, P., Genc, M.S., Wang, Z., Gursul, I., 2011. Flow-induced Vibrations of Low Aspect Ratio Rectangular Membrane Wings, Journal of Fluids and Structures 27.8: 1296-1309.
  • 14. Genç, M.S., Karasu, İ., Açıkel, H.H., Akpolat, M.T., Özkan, G., 2016. Acoustic Control of Flow Over NACA 2415 Aerofoil at Low Reynolds Numbers." Sustainable Aviation. Springer International Publishing, p. 375-420.
  • 15. Açıkel, H.H., Genç, M.S., 2016. Flow Control With Perpendicular Acoustic Forcing on NACA 2415 Aerofoil at Low Reynolds Numbers, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 0954410015625672.
  • 16. Xue, S., Johnson, B., Chao, D., Sareen, A., Westergaard, C., 2010. Advanced Aerodynamic Modeling of Vortex Generators for Wind Turbine Applications, European Wind Energy Conference (EWEC), Warsaw Poland.
  • 17. Øye, S., 1995. The Effect of Vortex Generators on the Performance of the ELKRAFT 1000 kw Turbine, 9th IEA Symposium on Aerodynamics of Wind Turbines, Stockholm, ISSN.
  • 18. Lin, John C., 2002. Review of Research on Low-profile Vortex Generators to Control Boundary-layer Separation, Progress in Aerospace Sciences 38.4: 389-420.
  • 19. Koca, K., Genç, M.S., Açikel, H.H., 2016. Roughness Effect on Flow over Wind Turbine Airfoil, The International Symposium on Sustainable Aviation (ISSA-2016), 29 May- 1 June 2016, Istanbul, Turkey.
Toplam 19 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Bölüm Makaleler
Yazarlar

Kemal Koca Bu kişi benim

M. Serdar Genç Bu kişi benim

H. Hakan Açıkel Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 15 Ekim 2016
Yayımlandığı Sayı Yıl 2016 Cilt: 31 Sayı: ÖS2

Kaynak Göster

APA Koca, K., Genç, M. S., & Açıkel, H. H. (2016). Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(ÖS2), 127-134. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.316730
AMA Koca K, Genç MS, Açıkel HH. Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi. cukurovaummfd. Eylül 2016;31(ÖS2):127-134. doi:10.21605/cukurovaummfd.316730
Chicago Koca, Kemal, M. Serdar Genç, ve H. Hakan Açıkel. “Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 31, sy. ÖS2 (Eylül 2016): 127-34. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.316730.
EndNote Koca K, Genç MS, Açıkel HH (01 Eylül 2016) Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 31 ÖS2 127–134.
IEEE K. Koca, M. S. Genç, ve H. H. Açıkel, “Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi”, cukurovaummfd, c. 31, sy. ÖS2, ss. 127–134, 2016, doi: 10.21605/cukurovaummfd.316730.
ISNAD Koca, Kemal vd. “Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi 31/ÖS2 (Eylül 2016), 127-134. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.316730.
JAMA Koca K, Genç MS, Açıkel HH. Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi. cukurovaummfd. 2016;31:127–134.
MLA Koca, Kemal vd. “Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi”. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 31, sy. ÖS2, 2016, ss. 127-34, doi:10.21605/cukurovaummfd.316730.
Vancouver Koca K, Genç MS, Açıkel HH. Rüzgar Türbini Kanadı Üzerindeki Yüzey Pürüzlülüğü Etkisinin Deneysel İncelenmesi. cukurovaummfd. 2016;31(ÖS2):127-34.