Vortex generators (VGs) are increasingly used on wind turbine blades to delay airflow separation. Small-size VGs substantially increase the numerical cost of simulations of large-size wind turbine blades with VGs. A parametric approach is typically used to replace physical VGs with an algorithm in computational fluid dynamics (CFD) research to address this problem. Nevertheless, the accuracy of the parametric approach is determined by the algorithm accuracy for calculating the maximum circulation of the VGs and the methods for modeling the trailing vortex profile. The main objective of this study is to propose a high-accuracy algorithm that describes the coupled responses of neighboring VGs using a series of modeling techniques. Since counter-rotating triangular VGs are typically used in the wind turbine industry, a pair of these devices mounted on a flat plate is investigated using a full-mesh model and a parametric model, considering different incoming velocities, VG incidence angles, and VG spacings. The research results show that the proposed algorithm for max circulation exhibits better agreement with the experimental data than existing algorithms that consider only one VG, and both model types show high consistency in all cases. The results indicate that the proposed parametric approach seems to be more suitable than the single VG algorithms for replacing physical VGs in CFD research of wind turbine blades equipped with VG arrays.

中文翻译：

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平板涡流发生器参数化建模方法研究

涡流发生器 (VG) 越来越多地用于风力涡轮机叶片，以延迟气流分离。小尺寸 VG 大大增加了使用 VG 模拟大型风力涡轮机叶片的数值成本。参数化方法通常用于用计算流体动力学 (CFD) 研究中的算法替换物理 VG，以解决此问题。然而，参数化方法的精度取决于计算 VG 最大环流的算法精度和尾涡剖面建模方法。本研究的主要目的是提出一种高精度算法，该算法使用一系列建模技术来描述相邻 VG 的耦合响应。由于反向旋转三角形 VG 通常用于风力涡轮机行业，使用全网格模型和参数模型研究安装在平板上的一对这些设备，考虑不同的传入速度、VG 入射角和 VG 间距。研究结果表明，与仅考虑一个 VG 的现有算法相比，所提出的最大循环算法与实验数据表现出更好的一致性，并且两种模型类型在所有情况下都表现出高度的一致性。结果表明，在配备 VG 阵列的风力涡轮机叶片的 CFD 研究中，所提出的参数化方法似乎比单一 VG 算法更适合替换物理 VG。研究结果表明，与仅考虑一个 VG 的现有算法相比，所提出的最大循环算法与实验数据表现出更好的一致性，并且两种模型类型在所有情况下都表现出高度的一致性。结果表明，在配备 VG 阵列的风力涡轮机叶片的 CFD 研究中，所提出的参数化方法似乎比单一 VG 算法更适合替换物理 VG。研究结果表明，与仅考虑一个 VG 的现有算法相比，所提出的最大循环算法与实验数据表现出更好的一致性，并且两种模型类型在所有情况下都表现出高度的一致性。结果表明，在配备 VG 阵列的风力涡轮机叶片的 CFD 研究中，所提出的参数化方法似乎比单一 VG 算法更适合替换物理 VG。