Vertical axis wind turbine flow analysis with an open-source solver

U uvodu ovog rada dana je kratka povijest razvoja vjetroturbina. Zatim su prikazane osnovne vrste vjetroturbina s vertikalnom osi te njihov način rada i osnovni princip pretvorbe energije vjetra u korisnu energiju sa svim potrebnim formulama. Problematika zadatka uključuje definiranje CAD geometrije različitih modela vjetroturbina s vertikalnom osi i različitim brojem lopatica. Opisan je način pripreme i provođenja numeričke simulacije u paketu programa OpenFOAM, a dobiveni rezultati su analizirani grafički u obliku kontura tlaka i brzine te tablično u obliku koeficijenata uzgona, otpora i pretvorbe momenta. Također, objašnjen je utjecaj omjera vršne brzine (TSR) na karakteristike vjetroturbina.Short history of wind turbine development is given in the introductory part of this paper. Next, basic principles and types of vertical axis wind turbines are shown along with transformation of wind energy to useful energy with all the necessary formulas. The main assignment task is described and CAD geometry is defined for different types of vertical axis wind turbines with a different number of rotor blades. The preparation and process of numerical simulation in OpenFOAM is described. Results are analyzed in the form of pressure and velocity contours. The results for lift, drag and torque coefficients are also listed in tables. The influence of tip-speed ratio (TSR) on wind turbine characteristics is explained