توان باد

در بسیاری از نقاط سطح زمین، باد به عنوان عامل اصلی و نیرویی قدرتمند در جابجایی مواد سطحی و فرسایش عمل می کرده است. یکی از مناطق توام با توان فرسایش بادی بالا در ایران، استان خوزستان است. در پژوهش حاضر تلاش شد تا توان باد در ایجاد فرسایش و حمل ذرات در نواحی مختلف استان خوزستان مورد بررسی قرار گیرد. برای رسیدن به این هدف از داده های 58 ایستگاه همدید و تبخیرسنجی استان خوزستان از سال 1987 تا 2010 میلادی استفاده شد. از آن جا که میزان رطوبت در رخداد فرسایش بادی بسیار موثر است، ویژگی های عمومی باد توام با خشکی استان مورد توجه قرار گرفت. بدین ترتیب آستانه فرسایش بادی انواع ذرات خاک، شامل لای، رس، ماسه ریز و ماسه درشت، به طور جداگانه محاسبه و احتمال رخداد فرسایش در شرایط خشک و مرطوب مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های انجام شده نشان داد که بیشترین سرعت باد و کمترین میزان ضریب تغییرپذیری باد و همچنین کمترین میزان بارش و ضریب تغییرات آن در قسمت های جنوب، جنوب غرب و غرب استان رخ می دهد. از این رو در این قسمت ها توان فرسایش و احتمال رخداد آن برای هر چهار ذره به ترتیب در قسمت های جنوب، جنوب غرب و غرب استان بیشتر از نواحی دیگر است.

پره ها و بال ها مبتنی بر سطوح آئرودینامیک به نام ایرفویل ها هستند. هر چند ایرفویل ها برای شرایط کارکرد بهینه شده باشند، باز هم دارای محدودیت هایی در عملکرد هستند چراکه شکل ثابتی دارند و نمی توانند پاسخگوی تمام شرایط کاری باشند. در مراجع علمی برای گسترش ناحیه کاری ایرفویل ها و بهبود رفتار آن ها، از تکنیک هایی به نام کنترل جریان استفاده می شود. یکی از روش های کنترل جریان روی ایرفویل ها روش مکش لایه مرزی می باشد که در این روش تلاش می شود لایه مرده و بدون انرژی نزدیک سطح، از درون سیال بیرون کشیده شده و سیال با انرژی اطراف، جای آن را بگیرد. در این مقاله ابتدا توربین ۶۶۰ کیلووات شرکت وستاس به عنوان مدل نمونه انتخاب و سپس هندسه آن ایجاد و مدل سه بعدی و شبکه محاسباتی آن توسعه داده شد و به طور کامل شبیه سازی و نتایج آن با اطلاعات تجربی آن توربین اعتبارسنجی گردید. در نهایت با استفاده از روش مکش لایه مرزی و با اعمال مقدار صحیح شدت مکش، می توان عملکرد آئرودینامیک روتور را تا ۸ درصد بهبود بخشید. از آنجایی که سیستم همیشه کارآمد نیست، برای بازگشت به پیکربندی اولیه باید سیستم مکش، کنترل و یا خاموش شود.