Simulasi CFD Performa Aerodinamika Rotor Turbin Angin Counter-Rotating melalui Variasi Rasio Kecepatan Tip Blade dengan Solidity Konstan
| Main Authors: | Koehuan, Verdy A., Mandala, Jani F. |
|---|---|
| Format: | Article info application/pdf eJournal |
| Bahasa: | ind |
| Terbitan: |
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana
, 2020
|
| Online Access: |
http://ejurnal.undana.ac.id/LJTMU/article/view/3342 http://ejurnal.undana.ac.id/LJTMU/article/view/3342/2189 |
Daftar Isi:
- The aim of this research is to numerically study the aerodynamic parameters of the rotor, namely the tip speed ratio, stall phenomenon, and flow losses due to the vortex along the turbine rotor blade. Numerical analysis through the CFD or computational fluid dynamics simulation method is applied to counter-rotating wind turbines to predict and analyze the aerodynamic performance of the rotor through variations in the diameter ratio, distance ratio to tip speed ratio on constant rotor solidity. The performance of this turbine rotor is represented as the output power and the power coefficient of each research variable to obtain the best performance as well as the turbine rotor design as the research output. CFD prediction results show a trend that is closer to the experiment, where the maximum power coefficient value occurs at TSR = 6 with CP, max = 0.453 which is 3.09% lower than the experimental results. This shows that the CFD simulation model is validated in almost all of the varied TSR ranges, except at high TSR it tends to move away from the experiment. Flow fluctuation after passing through the second rotor is caused by the vortices in the hub and blade tips of the front and rear rotors. Rotors with misaligned blade tips (D1/D2 <1.0 and D1/D2 > 1.0) are more volatile than rotors with aligned tip blade (D1/D2 = 1.0).
- Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melakukan studi secara numerik terhadap parameter-parameter aerodinamika rotor, yakni rasio kecepatan tip, fenomena stol, serta kerugian-kerugian aliran akibat vorteks di sepanjang blade rotor turbin. Analisis numerik melalui metode simulasi CFD atau computational fluid dynamics diterapkan pada turbin angin counter-rotating untuk dapat memprediksi dan menganalisis kinerja rotor secara aerodinamika melalui variasi rasio diameter, rasio jarak terhadap rasio kecepatan tip blade atau tip speed ratio pada solidity rotor yang konstan. Kinerja rotor turbin ini direpresentasikan sebagai daya output maupun koefisien daya dari setiap variabel penelitian untuk dapat diperoleh kinerja terbaik sekaligus desain rotor turbin sebagai output penelitian. Hasil prediksi CFD menunjukkan tren yang mendekati eksperimen, dimana nilai koefisien daya maksimum terjadi pada TSR = 6 dengan CP,maks = 0.453 dimana lebih rendah 3,09% dari hasil eksperimen. Hal ini menunjukkan bahwa model simulasi CFD tervalidasi pada hampir semua rentang TSR yang divariasikan, kecuali pada TSR tinggi cenderung menjauh dari eksperimen. Fluktuasi aliran setelah melewati rotor kedua diakibatkan oleh vorteks pada hub dan tip blade dari rotor depan maupun rotor belakang. Rotor dengan tip blade yang tidak sejajar (D1/D2 < 1,0 dan D1/D2 > 1,0) lebih fluktuatif dari pada rotor dengan tip sejajar (D1/D2 = 1,0).