Analisi di profili alari per turbine eoliche ad asse verticale ed elevata solidità

Per l'analisi del comportamento dei profili alari in flusso curvo si è scelto di usare preliminarmente due software specializzati in questo tipo di elaborazioni:
- Tbvor:il software sviluppato dal Prof. D. P. Coiro e il Prof. Dini basato su un metodo di risoluzione del campo di moto intorno ai profili alari detto metodo “a pannelli” e opportunamente modificato per analizzare la condizione di profilo in flusso curvo è stato utilizzato per un campo di moto di tipo viscoso.
- Flusso Curvo: un software per l'analisi del comportamento dei profili alari in flusso curvo sviluppato presso il D.I.A.S. è stato utilizzato per l'analisi in regime non viscoso. Anche questo codice è basato sulla risoluzione del campo di moto dei profili tramite i cosiddetti metodi a pannelli.

Si è deciso di utilizzare, come profilo di prova per l'input dei programmi, un profilo NACA 0015 prima, ed un NACA 0018 poi, in modo da testare i codici e, nel contempo, ottenere dei primi risultati sul comportamento di questi profili in flusso curvo. Questi test sono stati eseguiti diagrammando e mettendo a confronto le distribuzioni di coefficiente di pressione (C_p) e le curve di coefficiente di portanza del profilo in flusso curvo (Cl_curvo) su alfa effettivo ottenute dai due software nelle medesime condizioni, cercando poi di normalizzare i dati correggendo successivamente i calcoli dei coefficienti aerodinamici. Il codice Tbvor in particolare, ha richiesto una successiva calibrazione per ottenere dei dati in uscita utilizzabili e coerenti con i risultati attesi. E' stato cioè modificato il calcolo del coefficiente di portanza sul profilo in flusso curvo per tenere conto della curvatura del flusso e i successivi test hanno restituito dei dati in uscita confrontabili. Le linee modificate nel sorgente del programma principale (Tbvor.for) vanno dalla 877 alla 881, nelle quali sono state introdotte nuove variabili – Cl_x, Cl_y e Cl_curvo – che hanno permesso la determinazione e la successiva rappresentazione delle variazione dei coefficienti aerodinamici più importanti.

Una volta operata questa correzione è stato possibile sviluppare i primi risultati sul comportamento in flusso curvo. In primo luogo si è scelto di seguire l'andamento del coefficiente di portanza (Cl_curvo) del profilo NACA 0018 al variare dell'angolo di incidenza della corrente sul profilo.
E' necessario precisare che quest'angolo di incidenza non è effettivamente l'angolo con cui il profilo, fermo nel sistema di riferimento ad esso solidale, vede arrivare la corrente, poiché alla velocità della corrente lineare dev'essere sommata vettorialmente la velocità di rotazione che è responsabile del fenomeno del flusso curvo. L'angolo che il profilo vede è molto minore ed è strettamente legato alla variazione del TSR. Sviluppando la variazione del Cl_curvo con l'angolo (α) effettivo si sono ricavate delle curve al variare del TSR e della solidità in regime viscoso. Si è assunto un numero di Reynolds pari a 10⁶ per la viscosità del fluido.