Tilraunagreining á veðrun lóðréttra vindhverfla vegna sandfoks

Wind Turbines that are installed in climates that have consistent strong winds and high erosion of the ground are subject to increased fouling of their blades. Vertical axis wind turbines are able to operate in harsher climates, making them the ideal choice for areas with extreme weather conditions. This research aimed to increase the knowledge of simulating severe weather circumstances and the effects that these events have on vertical axis wind turbines. This was accomplished by designing a unique experiment that was able to produce preliminary results that future research can build off of. Using an open section wind tunnel that was converted to a closed section tunnel, the interactions between seeding particles and the wind turbine blades were analyzed and compared. High speed cameras were used together with a particle tracking algorithm to track the number of collisions between the blades and particles. The trajectories of the particles were tracked to find patterns between them and find where the particles are most likely to impact with the blade. The total energy of the impacts was also calculated to find any correlation between the collisions and the energy of the impacts.Vindhverflar sem eru notaðar í loftslagi með stöðugum, sterkum vindum og miklu jarðvegsrofi eru útsettar fyrir auknum skemmdum á spöðunum. Vindhverflar á lóðréttum ás geta starfað í erfiðari veðurskilyrðum og eru því kjörinn valkostur fyrir svæði með með slíkt loftslag. Markmið þessarar rannsóknar var að auka þekkingu á hermilíkönum fyrir erfið veðurskiliyrði og áhrif þeirra á vindhverfla á lóðréttum ás. Í þessu verkefni er sett fram tilraun í vindgöngum sem hönnuð er til að greina árekstur agna við slíka vindhverfla, og frummælingar framkvæmdar við slíkar aðstæður þar sem sandkornum var komið í streymi og árekstrar þeirra við vindhverfil skoðaðir. Í verkefninu fólst umtalsverð þróun á vindgöngum, þróun á aðferðum við að koma ögnum fyrir í streyminu, sem og að nema árekstra við vindhverfilinn og vinna úr þeim. Háhraðamyndavélar voru notaðar ásamt algrími sem greindi ferli agnanna til þess að nema mikilvæga eiginleika árekstra við blöð vindhverfilsins, hraða þeirra og stefnubreytingu, ásamt orku sem fólgin var í árekstrinum. Ferlar agnanna voru greindir til þess að finna mynstur meðal þeirra og ákvarða hvar á spaðanum væri líklegast að ögn myndi lenda.Landsvirkjun Orkurannsóknasjóður NÝR-27 - 202