Performance Enhancement of Darrieus Vawt Using Modified Asymmetric Blades: Experimental and CFD Validation

Energies, 2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/en19030743
Достоверность данных 85 высокая
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This paper presents a comprehensive experimental and numerical investigation of the aerodynamics of a vertical-axis Darrieus wind turbine equipped with newly developed modified asymmetric blades intended to enhance performance at low and variable wind speeds. Using URANS modeling (SST k–ω) combined with full-scale testing, a detailed comparison was carried out against the classical NACA 0021 airfoil. The results show that the asymmetric profile increases starting torque by 30–40%, reduces negative torque by 20–25%, and decreases load pulsations by 15–20%, owing to the delayed onset of dynamic stall and the stabilization of the vortex wake structure. Within the optimal operating range of TSR = 2.5–4, an 18–22% increase in pressure differential is observed, resulting in a higher power coefficient; the maximum Cp reaches 0.15, exceeding that of the symmetric configuration by 20–25%. The agreement between CFD predictions and experimental measurements exceeds 95%, confirming the robustness of the numerical model employed. The findings clearly demonstrate the substantial effectiveness of the proposed blade geometry and its strong potential for next-generation VAWTs optimized for regions with low wind resources.