ricerca e sviluppo nel campo delle turbomacchine per recuperi
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ricerca e sviluppo nel campo delle turbomacchine per recuperi
Coordinamento Nazionale dei Professori di Macchine a Fluido e Sistemi per l’Energia e l’Ambiente Giornata di Studio sulle Turbomacchine 15 Luglio 2016, Bergamo RICERCA E SVILUPPO NEL CAMPO DELLE TURBOMACCHINE PER RECUPERI ENERGETICI ED ENERGIE RINNOVABILI Presenta, per il DMMM: Marco Torresi [email protected] IL DMMM Il Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Matematica e Management (DMMM), del Politecnico di Bari, è diviso in 5 sezioni (Macchine ed Energetica, Management, Matematica, Progettazione Meccanica, Tecnologie e Impianti) con 80 docenti (24 PO, 31 PA, 15 RTI e 10 RTD). I principali ambiti di ricerca che vedono coinvolti i docenti della sezione Macchine ed Energetica (2 ING-IND/06, 10 ING-IND/08, 1 ING-IND/09, 1 ING-IND 12) sono: • • • • • • • • • • macchine a fluido (operatrici e motrici, termiche e idrauliche) turbine eoliche; aerodinamica dei profili alari (isolati e in schiera); bruciatori industriali per impianti termici per produzioni di energia; motori a combustione interna; controllo e impatto ambientale dei sistemi energetici; risparmio energetico; sistemi oleodinamici e pneumatici; analisi e caratterizzazione dei sensori; catene di misura per grandezze meccaniche, termiche e fluidodinamiche. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 2 TURBOMACCHINE, R&D L’attività di ricerca e sviluppo nel settore delle turbomacchine vede i diversi componenti della sezione Macchine ed Energetica seguire approcci sia numerici che sperimentali nell’ambito di collaborazioni con aziende e/o di Progetti di Ricerca Regionali, Nazionali e Internazionali. • Applicazioni eoliche: – Turbina eolica a flusso confinato per applicazioni off-shore (PON MEL: UniRC, PoliBA, Avio Aero, Bladeworks); – Banco prova per mini turbine eoliche (LabZERO); – Turbine eoliche ad asse verticale, simulazioni CFD e caratterizzazione in galleria del vento; – Stallo Dinamico nelle turbine Darrieus; • Turbine per lo sfruttamento dell’energia del moto ondoso (UniRC); • Ricerca di base: – Microtextured surfaces (CDP1 – Nuovo Pignone Bari); – Boundary-layer turbulence (ENSAM ParisTech); • Ricerca e sviluppo di soluzioni per l’utilizzo di pompe come turbine (PrInCE); • Soluzioni per il recupero di cascami di energia: – Turbine in sostituzione di valvole di laminazione; – Turbine per ORC. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 3 Turbina eolica offshore a flusso confinato (PON MEL) Gruppo di Ricerca: Sergio Mario CAMPOREALE, Bernardo FORTUNATO, Michele LACERENZA, Marco TORRESI Altri partner: UniRC, Avio Aero, Bladeworks Finanziato dal MIUR nell’ambito del PON Marine Energy Laboratory (MEL) n°PON03PE_00012_1 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 4 OBIETTIVO Realizzare una turbina eolica off-shore a flusso confinato con macchina elettrica integrata (di tipo a magneti permanenti). Turbina di potenza minore rispetto a quelle multi-MW attualmente installate su pali, montabile su piattaforma galleggiante già nei bacini di carenaggio (riduzione dei costi di montaggio, manutenzione e decomissioning alla fine della vita utile). Macchina compatta, con velocità di rotazione superiore a quella degli aerogeneratori convenzionali, ad elevata efficienza, particolarmente idonea per installazioni in luoghi ad alta ventosità. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 5 GEOMETRIA DELLA TURBINA Numero di pale, B = 5 Rtip = 1.5 m Rhub = 0.1 m Schema per la realizzazione dei profili anulari del diffusore Spessore: NACA0004 Rdiff,max = 2.1 m termini sorgente NACA1318 NACA5418 CL = CL (Re, α, r, profilo) Ricavato da QBlade NACA6618 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 6 OTTIMIZZAZIONE DELLA PALA La teoria BEM (Blade Element Momentum) convenzionale non è direttamente applicabile al caso di una turbina inserita all’interno di un diffusore. E’ necessario considerare un coefficiente di resistenza, CDs, per tener conto del suo effetto sul flusso. Assegnato un coefficiente di resistenza del diffusore, CDs, i valori dei fattori di induzione assiale (a) e tangenziale (a’) vengono determinati con l’algoritmo GRG2 (non-linear Generalized Reduced Gradient) di Excel, al fine di soddisfare le seguenti due condizioni: 1 1 − = 1− = Blade angle vs radius Local solidity angle vs radius Disegnata la pala, si esegue la simulazione CFD 2D assialsimmetrica e si valuta il Cp. Si ripete la procedura per diversi valori del CDs. La configurazione finale sarà quella per cui si massimizza il Cp. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 7 MODELLO ANALITICO 1 2 = 1− 1 = 2 ( = = 1 − 1+ ′ # 2 CD << CL 1− 1 1+ ′ # 1 2 1 2 1− = 2 a' = ω/(2Ω) Local tangential induction factor Local axial induction factor a b = 1- a Local interference factor Local rotational speed ratio # = Ω ⁄ Solidity Far wake velocity coefficient Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA = # ⁄& = ' ⁄ 2 )⁄ =( ⁄ + 8 MODELLO ANALITICO ,− 1 = 2 = d1 = = 2 1− ,- = 1 2 1− .- 1 2 4 ′ 1− 2 2 − 1 2 ⇔ 1− 34 2 1− 2 2 − 1+ = = .- = 4 ′ = 1+ ′ 5 8 = 6Ωd1 = 6 # 1− #8 # a' = ω/(2Ω) Local tangential induction factor Local axial induction factor a b = 1- a Local interference factor Local rotational speed ratio # = Ω ⁄ Solidity Far wake velocity coefficient Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA = # ⁄& = ' ⁄ 2 )⁄ =( ⁄ + 9 MODELLO CFD Simulazioni RANS 2D assialsimmetriche stazionarie per flussi incomprimibili. Le equazioni sono discretizzate secondo modelli accurati al primo ordine. Il modello di turbolenza è il k-ε standard. L’effetto delle pale sul flusso è messo in conto attraverso l’introduzione (mediante UDF) di termini sorgente nelle equazioni di bilancio di quantità di moto. Boundary layer No slip wall Termini sorgente Number of levels 30 First cell height 1.e-4 m Growth factor 1.1 Overall mesh size: 190000 cells V∞ = 11 m/s I = 5% Lt = 0.001 m Overall dimension: 352 m x 45 m outflow Velocity inlet Slip wall axis Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 10 RISULTATI Contours of Static Pressure (pascal) V0 = 11 m/s Contours of Axial Velocity (m/s) Cp = 1.037 Cp’ = 0.529 Contours of Stream Function (kg/s) Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 11 CFD 3D 15° Vinf Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 12 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Torresi M, Postiglione N, Filianoti PF, Fortunato B, Camporeale SM, (2016). "Design of a ducted wind turbine for offshore floating platforms", Wind Engineering, DOI: 10.1177/0309524X16660226 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 13 Banco prova per mini turbine eoliche Responsabile Scientifico per il DMMM: Riccardo AMIRANTE Gruppo di Ricerca: Paolo TAMBURRANO, Elia DISTASO, Gianluca ROSSINI, Vincenzo DI TOMA Laboratorio per lo sviluppo delle fonti rinnovabili e dell’efficienza nei distretti energetici: Progetto ZERO (Zero Emission Research Option)”, nell’ambito dell’Accordo di Programma Quadro della Regione Puglia sulla Ricerca Scientifica - “Reti di laboratori pubblici di ricerca”. Responsabile del finanziamento Massimo LA SCALA Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 14 Banco prova per mini turbine eoliche Messa in opera di un impianto per la prova in ambiente aperto di turbine eoliche caratterizzato da un cluster di ventilatori, montato su struttura metallica, in grado di produrre un flusso regolabile d’aria da inviare alla turbina. Struttura • Ingombro frontale matrice: 5,2m x 5,4m • Altezza dalla fondazione: 7,1m • Strutture in acciaio con rivestimento in ferromicaceo antiossidante. Cluster di ventilatori • 49 ventilatori disposti su matrice 7x7 • Pel assorbita dai ventilatori: 70 kW • Alimentazione e controllo con 11 inverter • Pel,inv massima erogata dagli inverter: 90 kW • Va,out,max vento indotto: 16 m/s • V vento in simulazione: 12 m/s • Portata d’aria di 850 000 m3/h Turbine testabili • Diametro massimo rotore 4 m • Potenza massima, fino a 6 kW Turbina in prova (HAWT) • Potenza turbina in prova: 3,5 kW a 250rpm • Controllo passivo a timone integrato da freno Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 15 Analisi CFD Lo studio CFD è stato condotto per verificare la corretta distanza di posizionamento della turbina dal cluster di ventilatori (garantendo un’ottimale estrazione della potenza aerodinamica), considerando la presenza di un vento laterale. • Dominio non strutturato di 3.200.000 celle realizzato con software Gridgen Pointwise; • Solutore ANSYS FLUENT v.15; • Vento laterale (⊥) di disturbo che spira a 3,5 m/s; • Analisi del campo di moto lungo 7 linee di controllo ortogonali al piano del cluster; • Analisi del campo di moto con 12 piani paralleli alla matrice posizionati alle seguenti distanze in metri dall’inlet: 0,25-0,75-1-1,5-2-2,5-3-4-5-6-10-12; Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 16 Analisi CFD (linee di controllo) Leggendo il comportamento del campo di velocità, lungo le 3 componenti del sistema di riferimento, notiamo che la X velocity ha un plateau fra i 2 e 5 m. Questo situazione interessa in particolar modo le linee centrali (linee2,3,4,5,6). Le linee più esterne (colore viola e nero) saranno fortemente influenzate dall’ambiente presentando un andamento diverso. A seguito di questa prima analisi si è deciso di posizionare la turbina a 2,5 m dal cluster. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 17 Analisi CFD (piani trasversali) Piano frontale a 0,5 m dall’inlet. A questa distanza possiamo notare i diversi valori del campo di velocità in cui sono forti le azioni della vorticità indotta dalle palette dei ventilatori. Piano frontale a 2,5m dall’inlet. Si apprezza un allineamento dei vettori velocità nella zona delimitata dalla cornice del cluster. Questa visualizzazione dei vettori nello spazio è in linea con quanto apprezzato dalla analisi precedente. Pertanto si conferma la scelta di posizionare la turbina a 2,5m dalla matrice. Piano frontale a 12 m dall’inlet. A questa distanza possiamo notare la forte influenza del vento laterale sulla portata di aria dei venitlatori. Si apprezza una zona con una vorticità di larga scala. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 18 Turbina Wells per lo sfruttamento dell’energia del moto ondoso Gruppo di Ricerca: Sergio Mario CAMPOREALE, Filippo SCARPETTA, Marco TORRESI In collaborazione con L’università Mediterranea di Reggio Calabria Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 19 Sistemi OWC Integrare un impianto OWC (Oscillating Water Column) in un Sistema frangiflutti è un modo efficace per abbassare il costo del kWh prodotto e per migliorare la protezione delle coste. I sistemi REWEC, brevettati dal Prof. Boccotti, sono particolari sistemi OWC (la cui dinamica è assimilabile ad un sistema massa-molla-smorzatore) che possono lavorare in condizioni di risonanza riuscendo ad assorbire una notevole quantità di energia dalle onde. Turbina REWEC3 REWEC1 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 20 La turbina Wells La turbina Wells è in grado di fornire coppia sempre nello stesso verso indipendentemente dalla direzione del flusso Forze scambiate tra pala e fluido Turbina Wells all’interno del condotto anulare Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 21 Banco prova turbina Wells Ventilatore Centrifugo Inverter Misuratore di portata a diaframma Gruppo Turbina Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA Camera di Calma 22 Banco prova turbina Wells Strumenti di misura Controller del Motore Brushless: Segnale in tensione, proporzionale alla coppia Torsiometro: Segnale in tensione, proporzionale alla coppia Trasduttori di Pressione: Segnale in tensione per la valutazione portata Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 23 Prestazioni della turbina Wells ∆P * = ∆P 0 1 ρ U 2 2 tip U* = Va / Utip T * = T 1 ρ U 2 2 tip 3 R tip Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 24 Simulazioni CFD 0.25 T = 6.8 s U*max = 0.389 Vmax = 12 m/s ω = 199 rad/s = 1900 rpm dt = 0.017 s N° Time-step per ciclo = 400 T* 0.2 0.15 0.1 steady-RSM steady-SA T* 0.05 0 U* -0.05 -0.05 0 0.05 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 25 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Torresi M, Camporeale SM, Pascazio G (2009). Detailed CFD analysis of the steady flow in a Wells turbine under incipient and deep stall conditions, ASME Transactions, Journal of Fluids Engineering, vol. 131, Issue 7, ISSN: 0098-2202, DOI: 10.1115/1.3155921 2. Torresi M, Camporeale SM, Strippoli PD, Pascazio G (2008). Accurate numerical simulation of a high solidity Wells turbine, Renewable Energy, 33 (2008) 735–747, DOI:10.1016/j.renene.2007.04.006 3. Torresi M, Pranzo D, Camporeale SM, Pascazio G (2011). Improved design of high solidity Wells turbine. In: Proceedings of the 9th European Wave and Tidal Energy Conference. Southampton, England. 5-9 September, 2011. 4. Camporeale SM, Filianoti PGF, Torresi M (2011). Performance of a Wells turbine in a OWC device in comparison to laboratory tests. In: Proceedings of the 9th European Wave and Tidal Energy Conference. Southampton, England. 5-9 September, 2011. 5. Torresi M, Camporeale SM, Pascazio G (2007). Experimental and numerical investigation on the performance of a Wells turbine prototype. In: Proceedings of the 7th European Wave and Tidal Energy Conference. Porto, Portugal. 11-14 September, 2007 6. Torresi M, Camporeale SM, Pascazio G (2007). Performance of a Small Prototype of a High Solidity Wells Turbine. In: Proceedings of the 7th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics, Athens (Greece), 5-9 March 2007 7. Torresi M, Camporeale SM, Pascazio G (2006). Studio teorico dell’influenza dei parametri geometrici sulle prestazioni di turbine Wells. In: Atti del 61° Congresso Annuale ATI, Perugia 8. Torresi M, Camporeale SM, Pascazio G, Fortunato B (2004). Fluid Dynamic Analysis of a Low Solidity Wells Turbine. In: Atti del 59° Congresso Annuale ATI. Genova 9. Camporeale SM, Torresi M, Pascazio G, Fortunato B (2003). A 3D unsteady analysis of a Wells turbine in a sea-wave energy conversion device. In: Proceedings of the ASME Turbo Expo 2003, Atlanta Georgia, 2003, GT2003-38715 10. Camporeale SM, Torresi M, Fortunato B and Filianoti PGF (2003) Design of a self-rectifying hydraulic turbine for a sea-wave energy conversion device. In: Proceedings of the 16th International Conference on Efficiency, Costs, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, Copenhagen, Denmark, June 30 - July 2, 2003 11. Camporeale SM, Torresi M, Pascazio G, Fortunato B (2003). Analisi tridimensionale del comportamento fluidodinamico non stazionario di una turbina Wells. In: Atti del 58° Congresso Annuale ATI. Padova 12. Camporeale SM, Torresi M, Pascazio G, Fortunato B (2003). Sull’impiego di una turbina idraulica autorettificante in un assorbitore di energia ondosa di nuova concezione. In: Atti del 58° Congresso Annuale ATI. Padova Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 26 Ricerca e sviluppo di soluzioni per l’utilizzo di pompe come turbine Gruppo di Ricerca: Sergio Mario CAMPOREALE, Tommaso CAPURSO, Bernardo FORTUNATO, Michele STEFANIZZI, Marco TORRESI Progetto Processi Innovativi per la Conversione dell’Energia (PrInCE) PROGRAMMA OPERATIVO NAZIONALE RICERCA E COMPETITIVITÀ 2007-2013 Per le Regioni dell’Obiettivo Convergenza Campania, Puglia, Calabria, Sicilia - ASSE I: “Sostegno ai Mutamenti Strutturali” - Obiettivo Operativo 4.1.1.4 “Potenziamento delle Strutture e delle Dotazioni Scientifiche e Tecnologiche” - I AZIONE: “Rafforzamento strutturale” Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 27 MOTIVAZIONI • PERCHÉ L’utilizzo delle PAT (Pumps As Turbines) può essere molto vantaggioso: – Recupero energetico con impatto ambientale pressoché nullo. – Dati i bassi costi di investimento e i prezzi elevati dell’energia, il periodo di ammortamento dei sistemi PAT non è mai superiore ai 3 anni. – I bassi costi di esercizio e manutenzione riducono i costi del ciclo di vita. – Il mercato delle turbine è molto piccolo in confronto al mercato delle pompe (generalmente le piccole turbine non vengono prodotte in serie). • COME Una PAT può sfruttare il potenziale idroelettrico in modo economico elaborando salti di pressione che altrimenti andrebbero persi, generando così potenza elettrica. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 28 OBIETTIVI • Sviluppare un modello accurato e robusto per la predizione delle performance della PAT partendo dalle caratteristiche della pompa; • Validare il modello di predizione con test sperimentali. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 29 Descrizione impianto pompe/turbine CARATTERISTICHE IMPIANTO • • Circuito chiuso e pressurizzato: - pmin = 0,2 bar(a); - pmax = 10 bar(a); Layout pompa: - Prevalenza massima ammissibile = 280 mH2O; - Portata massima elaborabile = 650 m3/h. • Layout turbina: - Caduta massima disponibile = 270 mH2O; - Portata massima erogabile = 350 m3/h. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 30 Descrizione impianto pompe/turbine • Pompa Booster: - Prevalenza massima fornita = 280 mH2O; - Portata massima erogata = 550 m3/h. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 31 Descrizione impianto pompe/turbine • Motori elettrici in corrente continua: • Azionamento motori c.c. - Potenza massima = 460 kWe - Booster: 2 quadranti - Velocità massima: 2400 RPM - Test: 4 quadranti - Alimentazione: 400 V Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 32 Descrizione impianto pompe/turbine • Trasduttori di pressione Pressione massima = 100 bar. • Torsiometro/Encoder Coppia max = 3000 Nm; • Flussimetro Q max = 650 m3/h. Velocità max = 2400 RPM. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA • Valvole di regolazione Attuatore lineare elettrico; Cv = 650. 33 Descrizione impianto pompe/turbine CIRCUITO TEST POMPE ON ON OFF OFF CIRCUITO TEST TURBINE ON OFF OFF ON Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 34 Sviluppo di una girante innovativa E’ stato sviluppato un modello di calcolo per il progetto di una girante a doppio flusso innovativa. I test preliminari hanno confermato ottime prestazioni (è in fase di deposito la domanda di brevetto). La procedura di dimensionamento si è articolata secondo il diagramma a blocchi qui riportato. Inizio Input dati di progetto Ns, α3 Inizializzazione modello 1D σ, ηy Ricerca parametri di design l2, N Generazione geometria e griglia di calcolo per analisi CFD |σCFD – σ| <1% σ ⋀ |ηy_CFD – ηy| <1% ηy Il miglioramento delle prestazioni è dovuto ad un incremento del fattore di scorrimento e alla riduzione delle perdite all’interno dei vani interpalari. falso vero Realizzazione e test sperimentali Fine Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 35 CFD OpenFOAM La griglia di calcolo per le simulazioni CFD (15M di celle) è stata realizzata con il software ICEM CFD e le analisi fluidodinamiche sono state condotte con il software OpenFOAM water-turbine. Le simulazioni sono state condotte sia in regime stazionario (in prossimità del BEP) che non-stazionario (lontano dal BEP). Aspirazione Scarico Doppia voluta Le simulazioni hanno previsto uno studio 3D (RANS–Reynolds Average Navier-Stokes equation) con la tecnica MRF (multiple reference frame). Il modello di turbolenza utilizzato è il k-ω SST con discretizzazioni delle equazioni della quantità di moto, dell’energia cinetica turbolenta e del coefficiente specifico di dissipazione accurate al secondo ordine. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 36 TEST SPERIMENTALI Di seguito, è riportato il confronto tra la curva caratteristica della nuova geometria (in arancione la curva attesa e con quadrati e cerchi i risultati da test sperimentali) e quella di una macchina geometricamente simile presa come riferimento durante la progettazione (in giallo). Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 37 Studio di turbopompe Idrauliche Centrifughe Gruppo di Ricerca: Antonio LIPPOLIS, Antonio POSA Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 38 PRINCIPALI CARATTERISTICHE 1) USO DEI CONTORNI IMMERSI La metodologia utilizza una unica griglia di calcolo all’interno della quale la girante occupa posizioni variabili nel tempo. Non è più necessario realizzare griglie body-fitted che soffrono del problema del multi-reference frame e della necessità di trasferire le informazioni all’interfaccia riducendo l’accuratezza del calcolo. 2) USO DELLA LES L’uso della tecnica LES (large-eddy simulations) simulando la presenza e l’evoluzione nel tempo dei vortici di dimensioni più grande permette di ottenere risultati molto simili a quelli ricavati sperimentalmente. Le classiche e impegnative metodologie RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes), di largo utilizzo generale, viceversa soffrono quando devono catturare la fisica di un flusso fortemente tridimensionale e complesso. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 39 GEOMETRIA DELLA POMPA E GRIGLIA I risultati in condizioni di massimo rendimento sono stati ottenuti utilizzando un cluster del CASPUR con una griglia 801x350x101 in direzione, rispettivamente, circonferenziale, radiale e assiale. I risultati a portata ridotta sono stati ottenuti negli USA su CRAY XT5 con una griglia 1602x718x402. Circa il 50% dei punti sono fuori il dominio fluidodinaminico. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 40 RISULTATI ANDAMENTO DELLA VELOCITÀ TANGENZIALE a) Grafico generale b) Velocità tang. in pos. α con pale della girante al 10% della corda c) Velocità tang. in pos. β con pale della girante al 50% della corda d) Velocità tang. in pos. γ con pale della girante al 90% della corda • Experiment – Smagorinsky Model-LES – Filtered Structured Function-LES (meno dissipativo) Andamento della velocità per un’assegnata posizione reciproca fra pale della girante e del diffusore (il modello di Smagorinsky fornisce valori leggermente superiori). PIV measurements FSF-LES SM-LES Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 41 RISULTATI EVOLUZIONE DELLA VORTICITÀ IN VARIE SEZIONI E PER DIFFERENTI POSIZIONI DELLA GIRANTE Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 42 RISULTATI CONFRONTO FRA FUNZIONAMENTO A PORTATA OTTIMALE E RIDOTTA (40%) Campo di velocità istantaneo a metà altezza del diffusore. Il campo di velocità è riportato fra 0 e 4 m/s in alto (100% Q) e fra 0 e 6 m/s in basso (40% Q). Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA Campo dell’energia cinetica turbolenta. Il campo di energia cinetica turbolenta è riportato fra 0 e 0.5 m2/s2 in alto (100% Q) e fra 0 e 3 m2/s2 in basso (40% Q). 43 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Boccazzi A, Miorini R, Sala R, Marinoni F. Unsteady flow field in a radial pump vaned diffuser. In 8th European conference on turbomachinery (23–27 March 2009). Graz, Austria 2. Posa A, Lippolis A, Verzicco R, and Balaras E, 2011, “Large-Eddy Simulations in Mixed-Flow Pumps Using an Immersed-Boundary Method,” Computers&Fluids, 47(1), pp. 33–43. 3. Posa A, Lippolis A, and Balaras E, 2015, “Large-Eddy Simulation of a Mixed-Flow Pump at Off-Design Conditions,” ASME J. Fluids Eng., 137(10), 878, p. 101302. 4. Posa A, Lippolis A, and Balaras E, 2016, “Investigation of Separation Phenomena in a Radial Pump at Reduced Flow Rate by Large-Eddy Simulation” ASME J. Fluids Eng., DOI: 10.1115/1.4033843 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 44 Microtextured surfaces Gruppo di Ricerca: Giovanni CARAMIA, Giuseppe CARBONE, Pietro DE PALMA Finanziato dal Nuovo Pignone Bari nell’ambito del Primo Contratto Di Programma CDP1 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 45 Supporti Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 46 Interazione Fluido-Struttura Surface texturing: Tribometer: Obiettivo: Ridurre le perdite nei supporti attraverso la (micro)strutturazione della superficie Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 47 Flusso all’interno delle cavità Caduta di pressione non monotona; profondità ottima Con cavitazione (OpenFOAM) Senza cavitazione (Fluent) Simulazioni 2D Riduzione della resistenza del 90% grazie alla cavitazione Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 48 Boundary-layer turbulence Gruppo di Ricerca: Stefania CHERUBINI, Pietro DE PALMA, Mirko FARANO, Jean Christophe ROBINET In collaborazione con l’ENSAM – ParisTech Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 49 Boundary-layer transition This research aims at demonstrating the existence of two bypass transition scenarios in a boundary layer: 1) The first is the classical one, based on the secondary instability of the streaks, observed at intermediate values of Tu and L 2) The second is based on a non-linear localization mechanism, observed at higher values of Tu and L Non-linear optimal perturbations appear to be the basis for the non-linear scenario which leads the flow to transition at high turbulence intensities Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 50 Boundary-layer transition Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 51 Boundary-layer turbulence Fundamental study of coherent structures in turbulent flows: Streaks and hairpin vortices at large scales characterize wall boundary turbulence carrying a great part of the turbulent energy and Reynolds stresses. Basic knowledge for the development of reduced-order models of turbulence and flow control. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 52 Turbine con macchina elettrica integrata per lo sfruttamento di salti di pressione Gruppo di Ricerca: Sergio Mario CAMPOREALE, Bernardo FORTUNATO, Gaetano MORGESE, Marco TORRESI Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 53 MOTIVAZIONI • Nei processi industriali, spesso c’è la necessità di ridurre la pressione del fluido operante (bilanciamento linea, controllo portata) • Esempi di questi processi industriali sono: – Applicazioni criogeniche per la liquefazione di gas – Distribuzione del gas naturale (stazioni di decompressione) – Reti idriche • Queste espansioni vengono effettuate attraverso valvole di laminazione che riducono la pressione senza estrarre lavoro • La sostituzione di queste valvole con turbine in grado di trasformare il salto di pressione in lavoro può portare ad un miglioramento dell’efficienza dell’impianto Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 54 OBIETTIVI • Sviluppo di macchine assiali che incorporino nella turbina (soluzione «embedded») la parte rotorica del generatore elettrico al fine di eliminare la gearbox e ottenere soluzioni leggere e compatte • Sviluppare un modello per il dimensionamento di queste turbine Pale rotoriche Magneti permanenti del generatore elettrico Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 55 PROCESSO DI PROGETTAZIONE • Per effettuare il calcolo 1D è necessario conoscere i coefficienti di perdita • I coefficienti di perdita dipendono dalla geometria della macchina • Necessità di implementare una procedura iterativa • Calcolo 2D basato sulla «viscous/inviscid interaction» e su un algoritmo di ottimizzazione per definire la forma del profilo che minimizza le perdite • Calcolo 3D basato su un calcolo CFD della geometria risultante dai calcoli 1D e 2D INIZIO Definizione del punto di progetto Inizializzazione dei coefficienti di perdita CALCOLO 1D Definizione degli angoli e dell’altezza delle palette CALCOLO 2D Definizione della forma delle pale CALCOLO 3D Valutazione dei coefficienti di perdita ; < 1% FALSO VERO FINE Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 56 CALCOLO 2D – DISEGNO DELLE PALE • Pala statorica: – Camber line costituita da una curva di Bezier; – Spessore pari a quello di un profilo NACA a quattro cifre simmetrico – Parametri indipendenti: numero di pale, lunghezza della corda, e angolo di stagger • Pala rotorica: – Pressure side costituito da un arco di circonferenza – Suction side costituito da un arco di circonferenza connesso a due tratti rettilinei – Leading edge arrotondato – Parametri indipendenti: numero di pale, raggio del leading edge, e il rapporto dei raggi del suction e del pressure Side Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 57 CALCOLO 3D – MODELLO CFD • Le equazioni RANS tridimensionali stazionarie sono discretizzate attraverso un approccio ai volumi finiti • Turbolenza modellata mediante il modello SST (Shear-Stress Transport) k-ω • L’interazione statore/rotore viene modellata attraverso il «multiple reference frame» • Il dominio computazionale comprende l’intera macchina più una camera di calma a valle per evitare problemi di convergenza legati ai «reversed flow» • Ciascuna parte della macchina è stata discretizzata separatamente utilizzando una mesh esagonale multi-blocco Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 58 CASO STUDIO • Punto di progetto: – Portata adimensionale: Γ = ?@ ABCDE F 5CDE .CDE = 0.01312 – Massimo rapporto di espansione consentito: J) = • Obiettivo: – Minima potenza adimensionale richiesta: Ψ?L = • Scelte progettuali: – Macchina ad azione – Diametro medio della macchina – Punto di lavoro alla massima efficienza X )Y = X ; , )Y = , ; Z )Y Q SF = 5CDE = 1.144 MNOP ?@QF = 0.9813 5D TUV WF = Z? Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 59 RISULTATI • Solo 3 iterazioni sono state necessarie per raggiungere la convergenza 1st iteration 1st iteration 0.3 2nd iteration 0.2 2nd iteration 0.2 3rd iteration 3rd iteration 0.1 0.0 0.0 y/c 1st [-] y/c 1st [-] -0.1 -0.2 -0.3 -0.2 -0.4 -0.4 -0.6 -0.5 -0.6 -0.8 -0.7 -0.8 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 x/c 1st [-] 0.8 1.0 -0.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 x/c st [-] 0.4 0.6 0.8 1 • La turbina è caratterizzata da una potenza adimensionale Ψ = 1.600 (63% maggiore della minima richiesta), con una efficienza pari al 58% Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 60 RISULTATI CFD Punto di progetto Pressione normalizzata al piano medio Velocità normalizzata assoluta (statore) e relativa (rotore) al piano medio Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 61 RISULTATI CFD Distribuzione del numero di Mach sul piano medio delle pale di statore Distribuzione del numero di Mach relativo sul piano medio delle pale di rotore Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 62 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Morgese G, Torresi M, Fortunato B, Camporeale SM, (Dec 2015). Optimized aerodynamic design of axial turbines for waste energy recovery. Energy Procedia, Vol. 82, pp. 194-200, ISSN 1876-6102, http://dx.doi.org/10.1016/j.egypro.2015.12.019. 2. Morgese G, Torresi M, Fortunato B, Camporeale SM (2014). Design of an Axial Impulse Turbine for Enthalpy Drop Recovery, In: Proceedings of ASME Turbo Expo 2014: Power for Land, Sea and Air, June 16-20, 2014, Düsseldorf, Germany, GT2014-25284 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 63 Turbine per ORC Gruppo di Ricerca: Elio BUFI, Sergio Mario CAMPOREALE, Paola CINNELLA, Bernardo FORTUNATO, Marco TORRESI Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 64 MOTIVAZIONI • Attualmente, circa il 50% dell'energia erogata dal combustibile durante la combustione nei motore Diesel ad alta efficienza (motori per autotreni) viene dispersa sotto forma di calore dei gas di scarico e scambio termico (refrigerante motore, EGR) • Circa il 2.5% della potenza indicata è asservita agli accessori e servosistemi del motore (Fan di raffreddamento, Compressore refrigerante, Compressore aria, Alternatore, Power steering) • In termini di energia, per un autotreno in condizioni di crociera a 105km/h, dell'energia totale a disposizione (400kWh) circa il 5% (20kWh) viene usata dai carichi ausiliari • La maggior parte della potenza ausiliaria viene assorbita dal fan di raffreddamento. Questo sistema può assorbire potenze nel range di 750 kW (a fronte di un motore da 400 kW), a seconda del regime di funzionamento del motore heavy duty Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 65 MOTIVAZIONI • In condizioni di crociera a carichi nominali, a 1450 RPM, se il fan dovesse funzionare in modalità locked-on (per malfunzionamento del sistema refrigerante, valvole termostatiche difettose etc.) ci sarebbe un drastico peggioramento dell’8-12% dell'MPG. Circa il 50% dell'attività del fan è asservita al fluido refrigerante motore. • Una scarsa efficienza del condensatore o un sovraccarico del motore possono aumentare questa percentuale e quindi incidere in maniera non trascurabile sui consumi. • E’ possibile recuperare una percentuale della potenza ausiliaria utilizzando l'energia dei gas di scarico elevando l'efficienza del motore oltre il 50%, ad esempio, attraverso sistemi basati sugli ORC. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 66 Possibili utilizzi dell'energia recuperata Oltre alla potenza ausiliaria degli organi motore e servosistemi, altri utilizzatori di energia elettrica sono: 1. Sistema HVAC (Heat, Ventilation and Air Conditioning) 2. Strumentazione di bordo 3. Sistema di attemperamento carburante/olio durante stagioni invernali 4. Eventuali richieste di energia derivanti dal rimorchio (celle frigorifere, attuatori per sistemi in pressione etc.) Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 67 Utilizzi alternativi dell'energia recuperata Possibili applicazioni alternative: 1. Attemperamento elettrico dei catalizzatori (alcuni modelli ne sono stati costruiti nel 1995 dalla tedesca Alpina con il sistema E-KAT e da BMW nel 1999) 2. Ausilio al sistema APU (Auxiliary Power Unit), solitamente realizzato con un piccolo generatore Diesel a basse emissioni, che viene usato per il comfort dell'autista durante i periodi di idle (sosta), divenuti ormai obbligatori su viaggi di lunga percorrenza. Con un sistema di batterie alimentate dall'ORC si potrebbe ridurre drasticamente il ricorso all'APU Diesel, riducendo i consumi e aumentando l'MPG. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 68 OBIETTIVI • Realizzazione di una turbina ORC ad alta efficienza per il recupero di energia dai gas di scarico di un motore a combustione interna (applicazioni per trasporti commerciali su ruote, navali etc.) • sfruttare i recenti progressi nella ricerca sulla fluidodinamica degli espansori dinamici a fluido organico, dell'ottimizzazione del ciclo Rankine organico e della controllistica dei sistemi di regolazione per progettare un sistema ORC di nuova concezione e competitivo sul mercato • Realizzare un sistema ermetico e compatto turbina/generatore che sia poco ingombrante, sicuro e di facile trasporto e installazione Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 69 ORC Waste Heat Recovery Unit (WHRU Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 70 TURBINE ASSIALI • Vantaggi: alta efficienza (anche ai carichi parziali), struttura compatta e realizzazione di alta qualità, semplicità di montaggio e costruzione, possibilità di elaborare grandi salti di espansione in un singolo stadio, bassi problemi di lubrificazione e tenute • Svantaggi: degradazione delle prestazioni per applicazioni di piccola taglia (10 kWe - 30 kWe), alte velocità di rotazione, poche applicazioni per lo più nell'ambito della ricerca Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 71 FLUIDI REFRIGERANTI I fluidi usati nei sistemi ORC rispondono a stringenti norme ambientali e di sicurezza garantendo basso impatto ambientale e bassa tossicità: • Refrigeranti : R134a, R245fa, NOVEC649, R449 • Siloxani: MDM, MDM2, MDM3, Toluene Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 72 RISULTATI CFD CON R245FA Turbine stage design parameters Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 73 RISULTATI CFD CON R245FA Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 74 RISULTATI CFD CON R245FA Simulation settings: • Viscous 2-D turbulent flow (k-ω SST turbulence model implemented) • Real gas properties provided by external library (e.g NIST-REFPROP) • Structured mesh: 330066 total number of elements, C-shaped blocks around the blades and H-shaped blocks at stage inlet and outlet • y+ values less than 1 at the blade walls Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 75 RISULTATI CFD CON R245FA Boundary conditions: • total temperature, total pressure and velocity components are imposed at the inlet • average static pressure is set at the outlet • mixing-plane boundary condition is set at the stator-rotor interface Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 76 RISULTATI CFD CON R245FA Entropy deviation analysis: (S - Sin)/Sin Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 77 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Camporeale SM, Pantaleo AM, Ciliberti PD, Fortunato B, "Cycle configuration analysis and techno-economic sensitivity of biomass externally fired gas turbine with bottoming ORC", (2015), Energy Conversion and Management, 105, pp. 1239-1250, DOI: 10.1016/j.enconman.2015.08.069 2. Pantaleo AM, Camporeale SM, Fortunato B, "Small scale biomass CHP: Techno-economic performance of steam vs gas turbines with bottoming ORC", (2015), Energy Procedia, 82, pp. 825-832, DOI: 10.1016/j.egypro.2015.11.819 3. Pantaleo AM, Ciliberti P, Camporeale SM, Shah N, "Thermo-economic Assessment of Small Scale Biomass CHP: Steam Turbines vs ORC in Different Energy Demand Segments", (2015), Energy Procedia, 75, pp. 1609-1617, DOI: 10.1016/j.egypro.2015.07.381 4. Bufi EA, Cinnella P, Merle X. "Sensitivity of supersonic ORC turbine injector designs to fluctuating operating conditions." ASME Turbo Expo 2015: Turbine Technical Conference and Exposition. American Society of Mechanical Engineers, 2015. Paper No. GT2015-42193, pp. V02BT39A012; 15 pages, doi:10.1115/GT2015-42193 5. Bufi EA, Benoit O, Cinnella P. "Fast design methodology for supersonic rotor blades with dense gas effects." 3rd International Seminar on ORC Power Systems, October 12-14, 2015, Brussels, Belgium. 2015 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 78 Turbine eoliche ad asse verticale, simulazioni CFD e caratterizzazione in galleria del vento Gruppo di Ricerca: Sergio Mario CAMPOREALE, Bernardo FORTUNATO, Marco TORRESI Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 79 Galleria del Vento del DMMM La galleria del vento del DMMM è una galleria subsonica a circuito chiuso all’interno della quale è possibile testare prototipi di turbine ad asse verticale e profili aerodinamici. La sezione di prova è 1mx1m ed è possibile raggiungere una velocità di prova di 40 m/s. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 80 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Torresi M, De Benedittis FA, Fortunato B, Camporeale SM (2014). Performance and Flow Field Evaluation of a Savonius Rotor Tested in a Wind Tunnel, Energy Procedia 45, 207-216 2. Torresi M, Fortunato B, Camporeale SM (2012). Experimental and numerical investigation of vertical axis wind turbines for distributed power generation. In: Proceedings of the 36th Annual ARA Congress. Bari, 29 maggio - 3 Giugno 2012 3. Fortunato B, Comporeale SM, Torresi M, De Fazio D, Giordani M (2010). Experimental Results of a Vertical Axis Wind Turbine. In: Proceedings of the biennial conference on Engineering Systems Design and Analysis (ESDA2010); 1; 307-318 4. Fortunato B, Camporeale SM, Torresi M, De Fazio D, Giordani M (2010). Experimental results of a vertical axis wind turbine. Proceedings of the ASME-ATI-UIT 2010 Conference on Thermal and Environmental Issues in Energy Systems, Sorrento, Italy, May 16-19, 2010, pp. 1193-1198 5. Torresi M, Camporeale SM, Fortunato B (2008). Numerical investigation on the performance of a Savonius Wind Turbine In: Proceedings of the 12th International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Honolulu, Hawaii, February 1722, 2008. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 81 Dynamic Stall Gruppo di Ricerca: Sergio Mario CAMPOREALE, Bernardo FORTUNATO, Marco TORRESI Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 82 Dynamic Stall McCroskey [3] has classified the stall regimes into four categories based on the maximum angle of attack, αmax, the blade achieves during the pitching motion with respect to the static stall angle of attack, αss,: Dynamic stall regimes. NACA0012 airfoil, α= α0+10sin(ωt), k=0.10 [3] W.J. McCroskey, “The phenomenon of dynamic stall”, Tech. Rep., Natl. Aeronaut. Space Admin., Washington, DC, 1981. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 83 Dynamic Stall Numerous experiments have shown that dynamic stall is characterized by the shedding of vortices over the blade suction side. 1. 2. 3. 4. First appearance of reversal flow near the trailing edge A vortex begins to evolve near the leading edge Full stall Separated flow reattachment process 2 1 . 4 . . 3 . As observed by McCroskey, when the leading edge vortex approaches the trailing edge, the force coefficients achieve their largest values and then drop dramatically. However secondary vortices produce additional fluctuation in the airloads, but at reduced levels, particularly during downstroke. Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 84 Dynamic Stall 1024 time step per cycle 50 iteration per time-step Vorticity Magnitude [1/s] (k=0.050, Re=1.5e6, M=0.12) α(t)=α0–Δαcos(ωt–φ) Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 85 Dynamic Stall 1024 time step per cycle Lift coefficient (k=0.050, Re=1.5e6, M=0.12) Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 50 iteration per time-step 86 Dynamic Stall Instantaneous time-dependent lift coefficient (cycle 41) Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 87 Dynamic Stall Contours of vorticity magnitude Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 88 LAVORI DI RIFERIMENTO 1. Torresi M, De Tomaso E, Fortunato B, Camporeale SM (2015). High frequency dynamics of force coefficients in VAWT blades under dynamic stall condition, In: Proceedings of ASME Turbo Expo 2015: Power for Land, Sea and Air, June 15-19, 2015, Montréal, Canada, GT2015-42987 Giornata di studio sulle Turbomacchine, Bergamo 15/07/2016 - DMMM, PoliBA 89