Effect of Swept Angle on Aerodynamic Force Generation of a Swept Twist Round (STR) Vertical Blade

Abstract

Makalah ini membahas tentang pengaruh sudut swept (β) terhadap gaya aerodinamik yang dihasilkan oleh Turbin Angin Sumbu Vertikal. Untuk kondisi bilah berputar, koefisien gaya normal (Cn) dan koefisien gaya tangensial (Ct) dihitung dengan menggunakan metode mul-tiple streamtube model yang berdasarkan Teori Blade Element Momentum. Berdasarkan analisis untuk tiga kondisi tip speed ratio (TSR) yang berbeda, metode multiple streamtube model memberikan hasil perhitungan variasi Cn dan Ct yang mencapai 3,3 kali lebih kecil untuk model bilah dengan β yang tinggi. Di kondisi bilah yang diam, analisis berdasarkan Computational Fluid Dynamics (CFD) dilakukan untuk menghitung variasi gaya torsi yang dihasilkan oleh bilah dengan 12 posisi yang berlainan relatif terhadap arah angin. Perhitungan gaya torsi ini dilakukan untuk 7 model bilah dengan β yang bervariasi. Berbeda dengan hasil dari model matematis Gorlov, CFD memprediksi bahwa gaya torsi rata-rata yang dihasilkan cenderung terus meningkat apabila β dinaikkan. Sementara itu, variasi gaya torsi dapat mencapai 10 kali lebih kecil untuk bilah dengan β yang cukup tinggi.