@article { author = {Ebrahimi, Abbas and Hossein, Amirhossein}, title = {Performance Analysis of a Large-Scale Wind Turbine in Wind Shear and Inflow Turbulence Conditions}, journal = {Fluid Mechanics & Aerodynamics}, volume = {8}, number = {2}, pages = {19-29}, year = {2020}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2322-3278}, eissn = {2980-8111}, doi = {}, abstract = {In this paper, the effects of the atmospheric boundary layer as well as the inflow turbulence on the performance of a large-scale wind turbine are investigated. The reference wind turbine is the NREL 5 megawatts with a rotor diameter of 126 meters. Wind shear modeling is carried out using the mixing length theory. Due to the importance of turbulence analysis, the Sandia method is applied. According to the reference level, the roughness coefficients of 0.01, 0.2 and 0.5 and disturbances in the roughness of 0.5 with the intensity of 1, 5 and 15 percent are studied. The aerodynamic forces of the rotor are calculated based on the modified blade element momentum theory. The results show that in the case of maximum roughness the averaged output power is reduced to 160 kW. Moreover, at 15% turbulence intensity, 50 kN and 25 kN are added to the maximum/minimum thrust force value, respectively.}, keywords = {Wind Turbine,Blade Element Momentum Theory,Wind Turbulence,Wind Shear}, title_fa = {عملکرد توربین باد محور افقی مقیاس بزرگ در لایه مرزی اتمسفری و آشفتگی باد}, abstract_fa = {در این مقاله، عملکرد آیرودینامیکی یک توربین باد محور افقی مرجع و مقیاس بزرگ تحت اثر تغییرات باد ورودی به صفحه‌ روتور ناشی از لایه‌ مرزی اتمسفری و آشفتگی جریان باد ارزیابی شده است. مدل‌سازی جریان برشی باد به روش اختلاط طولی و برای تحلیل آشفتگی باد از محاسبه‌ سری‌های مبتنی بر فرکانس گردابه و سرعت میانگین جریان استفاده شده‌ است. نیروهای آیرودینامیکی روتور با روش اصلاح‌شده‌ ممنتوم-المان پره‌ ناپایا در شرایط نامی توربین محاسبه و اعتبارسنجی روش با نتایج توربین باد مرجع 5 مگاواتی NREL انجام شده است. پروفیل سرعت‌های ورودی به صفحه روتور با مقادیر ضرایب زبری سطح 01/0 تا 5/0 و آشفتگی در زبری 5/0 با شدت یک تا 15 درصد بررسی شده‌اند. نتایج نشان داد، مقدار میانگین توان در حالت بیشینه زبری، 160 کیلووات کاهش‌یافته‌ است. افزایش شدت آشفتگی موجب غیریکنواختی در منحنی تراست و گشتاور شده و در شدت آشفتگی 15 درصد، مقدار بیشینه‌ نیروی تراست، 50 کیلونیوتن و مقدار کمینه‌ آن 25 کیلونیوتن افزوده ‌شده ‌است. همچنین به بیشینه‌ و کمینه‌ گشتاور، به‌ترتیب مقدار 750 و 250 کیلونیوتن متر اضافه شده ‌است.}, keywords_fa = {توربین باد محور افقی,روش المان ممنتوم پره,جریان برشی باد,آشفتگی باد}, url = {https://fma.ihu.ac.ir/article_205267.html}, eprint = {https://fma.ihu.ac.ir/article_205267_27740aaccce9d43e8f14cfd44f9ce39f.pdf} }