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Development of a Wind Turbine Blade Profile Analysis Code Based on the Singularities Method

D. Afungchui 1, B. Kammoun2, A. Chauvin3

1,2 Faculté des Sciences de Sfax Département de Physique, Labo. de Recherche de Physique Appliquée ( L.R.P.A) BP 802, 3018 Rte Soukra, Km 3,5 Sfax-TUNISIE Tel : (216)74 276400 Fax : (216)74 274437 1. ( E-Mail : afungchui@yahoo.fr ) 2. ( E-Mail : badre.kamoun@fss.rnu.tn ) 3 Université de Provence ;Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels ( I.U.S.T.I ), 5 rue Enrico Fermi 13453 Marseille Cedex 13, France (E-Mail : chauvin@polytech.univ-mrs.fr )

Résumé

La recherche des énergies renouvelables qui préserve l’environnement est une délivrance d’importance majeure. L’énergie éolienne est un exemple typique parmi beaucoup d’autres. Les caractéristiques aérodynamiques des turbines de vent sont étroitement liées à la géométrie de leurs lames. L’innovation et le développement technologique des lames de turbine de vent peuvent être portés sur deux tendances. La première doit améliorer la forme des lames existantes, afin de réaliser une circulation optimale. La seconde doit concevoir la nouvelle forme des lames afin d’obtenir encore plus de caractéristiques aérodynamiques ambitieuses. Ce présent papier porte sur un code d’analyse d’aile à réaliser en résolvant le problème direct. Le 2d modèle potentiel incompressible d’écoulement a été employé. À la lumière des singularités méthode ou de la méthode de panneau, des distributions de source-vortex au-dessus de la découpe d’aile sont employées pour calculer les caractéristiques d’écoulement. L’exactitude et la validité des résultats sont examinées en utilisant des résultats expérimentaux et numériques obtenus à partir du catalogue d’aile de turbine de vent "Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, August 2001".

Abstract

The quest of renewable energies that preserves the environment is an issue of major importance. Wind energy is one typical example among many others. The aerodynamic characteristics of wind turbines are closely related to the geometry of their blades. The innovation and the technological development of wind turbine blades can be centered on two tendencies. The first is to improve the shape of the existing blades, in order to achieve an optimal circulation. The second is to design new shapes of bladess in order to get some more ambitious aerodynamic characteristics. This paper present an airfoil analysis code achieved by solving the direct problem. The 2D incompressible potential flow model has been used. In the light of the singularities method or Panel method, source-vortex distributions over the airfoil contour are used to compute the flow characteristics. The accuracy and the validity of the results are tested using experimental and numerical results obtained from Wind Turbine Airfoil Catalogue "Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark, August 2001".

Keywords

Singularities, incompressible potential flow, Aerodynamics, Lift, drag, pitching moment.

1100. Development of a Wind Turbine Blade Profile Analysis Code Based on the Singularities Method
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