روش‌شناسی آزمایشگاهی و راهکارهای کاهش نویز در توربین‌های بادی محور عمودی با کاربرد شهری

پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1103-ISAV2025 (R1)
نویسندگان
1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ملایر
2کارشناس، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی،‌ دانشگاه ملایر
چکیده
در دهه‌های اخیر، توسعه و استفاده از توربین‌های بادی محور عمودی در محیط‌های شهری باعث افزایش توجه به رفتار آکوستیکی آن‌ها شده است. ویژگی‌های خاص هندسی و عملکردی این توربین‌ها موجب ایجاد الگوهای صوتی متنوع می‌شود. در این پژوهش، تحلیل جامعی از رفتار آکوستیکی توربین‌های محور عمودی انجام شده است، با تمرکز بر شناسایی مکانیزم‌های تولید صدا و بررسی تأثیر پارامترهای عملکردی مانند نسبت سرعت نوک پره، عدد رینولدز و ویژگی‌های هندسی پره بر آن. داده‌های حاصل از مطالعات تجربی انجام‌شده در تونل‌های باد غیرپژواکی و نیمه‌پژواکی مرور و ترکیب شده‌اند تا تصویری یکپارچه از منابع و ویژگی‌های نویز در این توربین‌ها ارائه شود. نتایج نشان می‌دهد که رفتار آکوستیکی توربین‌های محور عمودی به‌شدت وابسته به هندسه‌ی پره، شرایط مرزی لایه‌ی مرزی و روش همگام‌سازی چرخش با اندازه‌گیری صوتی است. همچنین، اعمال تحریک مصنوعی لایه‌ی مرزی با استفاده از نوارهای زبر باعث کاهش محسوس نویز تونال و افزایش پایداری جریان اطراف توربین می‌شود. یافته‌های این پژوهش می‌تواند به طراحی توربین‌های کم‌صدا برای کاربردهای شهری و محیط‌هایی با محدودیت صوتی کمک نماید.
کلیدواژه ها
 
Title
Experimental Methodology and Noise Mitigation Strategies for Urban Vertical Axis Wind Turbines
Authors
Hamidreza Kaviani, Amir mohammad Soleymani
Abstract
In recent years, the increasing implementation of vertical axis wind turbines (VAWTs) in urban areas has intensified research interest in their acoustic behavior. The distinctive geometric and aerodynamic characteristics of these turbines result in complex and diverse noise generation patterns. This study presents a comprehensive analysis of the aeroacoustic behavior of VAWTs, focusing on identifying the dominant sound generation mechanisms and assessing the effects of key operational parameters, including the tip speed ratio, Reynolds number, and blade geometric features. Experimental data obtained from both anechoic and semi-anechoic wind tunnel tests were reviewed and synthesized to provide an integrated understanding of the noise sources and spectral characteristics associated with these turbines. The results reveal that the acoustic performance of VAWTs is strongly influenced by blade geometry, boundary-layer conditions, and the synchronization strategy between rotor rotation and acoustic measurements. Furthermore, artificial boundary-layer tripping using roughness strips effectively reduces tonal noise and enhances the flow stability around the turbine. The outcomes of this research offer valuable insights for the design of low-noise VAWTs suitable for urban applications and noise-restricted environments, contributing to the broader goal of sustainable wind energy development.
Keywords
experimental test, Vertical axis wind turbine (VAWT), Aeroacoustics, Noise mitigation