TY - JOUR ID - TI - Numerical Study for HAWT Wake shape with different Angles of Attack دراسة عددية لشكل أعقاب توربين رياح ذو محور أفقي باستخدام زوايا هجوم مختلفة AU - Hussein Yousif Mahmood حسين يوسف محمود AU - Maytham Mahmoud Abid ميثم محمود عبد PY - 2021 VL - 27 IS - 6 SP - 1 EP - 15 JO - Journal of Engineering مجلة الهندسة SN - 17264073 25203339 AB - Increasing world demand for renewable energy resources as wind energy was one of the goals behind research optimization of energy production from wind farms. Wake is one of the important phenomena in this field. This paper focuses on understanding the effect of angle of attack (α) on wake characteristics behind single horizontal axis wind turbines (HAWT). This was done by design three rotors different from each other in value of α used in the rotor design process. Values of α were (4.8˚,9.5˚,19˚). The numerical simulations were conducted using Ansys Workbench 19- Fluent code; the used turbulence model was (k-ω SST). The results showed that best value for extracted wind energy was at α=19˚, spread distance of wake behind single HAWT was inversely proportional with α value. Highest turbulence intensity level was in small values of α =4.8֯ and 9.5֯, which explain presence of meandering phenomenon in these two cases on contrast of α=19֯, while symmetry in wake shape was more obvious in α=19֯ than other cases due to the moderate turbulence intensity which was found in this case, which indicates that lowest aerodynamics loads on rotor components was in α=19˚. So best distribution for turbines in farm could be achieved at use high values of α in comparison to low values.

زيادة الطلب العالمي على مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح ، كان أحد الأهداف وراء الأبحاث لتحسين إنتاج الطاقة من مزارع الرياح ، تعد الاعقاب أحد أهم الظواهر في هذا المجال ، تركز هذه الورقة على الحصول على فهم كافٍ لتأثير زاوية الهجوم ( α) على خصائص الاعقاب خلف توربين رياح ذو محور أفقي (HAWT) ، تم ذلك من خلال تصميم ثلاثة دوارات مختلفة عن بعضها البعض في قيمة α المستخدمة في عملية تصميم الدوار ، وكانت قيم α (4.8˚ ، 9.5˚ ، 19˚). تم إجراء عمليات محاكاة رقمية باستخدام Ansys Workbench 19 - Fluent code ، وكان نموذج الاضطراب المستخدم هو (k-ω SST). أظهرت النتائج أن أفضل قيمة لطاقة الرياح المستخرجة كانت في α=19 وكانت مسافة انتشارالأعقاب وراء HAWT منفرد متناسبة عكسيا مع قيمة α ، كان أعلى مستوى لشدة الاضطراب في القيم الصغيرة ل α 4.8˚, 9.5˚, وهذا يفسر التعرجات الظاهرة في هاتين الحالتين على النقيض منα = 19 ,بينما كان التماثل في شكل الأعقاب أكثر وضوحا في α=19 من الحالات الأخرى والذي يمكن أن يعزى إلى مستوى شدة الاضطراب المعتدلة في هذه الحالة، والتي تشير في ذات الوقت إلى إن أدنى الأحمال الديناميكية الهوائية على مكونات الدوار كانت في α=19. ذلك يمكن الوصول لأفضل توزيع للتوربينات في المزرعة عند استخدام قيم عالية لـ α مقارنة بالقيم المنخفضة. ER -