Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive   S ystem s   ( IJ PEDS )   Vo l.   12 ,  No.   1 ,  M a r 202 1 , p p.  51 1 ~ 5 19   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v12.i 1 . pp 51 1 - 5 19          511       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Effect of  blade pi tch angl e on t he aer odyn amic c haracterist ics of  a twist ed blade h or i zontal  axis win d turbin e based  on num eric al  simulati ons       Rajendr a R oul , Awadhesh   Kum ar   Depa rtment  o f  C ivi l Engi n ee ring ,   Nati on al Insti tu t e  of Te chnol ogy   Rourkel a ,   Rourk el a ,   Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   A ug   2 7 , 20 20   Re vised  Jan   2 2 , 20 21   Accepte d  Fe b   4 , 2 0 21       The   pre sen t  work  inc lud es  a  stu dy  of  the   im p act   of  var ying  pi tc h   angl es  and   angul ar   v el oc it y   on   th e   per for m anc e   p arame t ers  of   a   ho riz on ta l   ax is  wind   turbi ne  using  c omput ationa l  fl uid  dynam i cs.   Simul ations  hav e  bee n  ma d e  using  com m erci al   Ans ys  15  software .   Seven  p it ch  angles  are  chose n  for   study,  i. e . ,   0 ° ,  5 ° ,   10 ° ,   15 ° ,   20 ° ,   2 5 ° ,   and  28 °,   and  two  angu la r   velocit y   va lues   of  1. 57  r ad/ se c   and  2 . 22  rad /sec   are   used   for   simul a ti on .   Th e  turbulenc e   mode l  used   is  shea r  stress  trans port  (SS T)  K - ω.   A  de ta i le d  study  of  the   infl uen ce  of   pitch  angl e   on   th e  ae rodyn am i c   ch aracteristics  o f  th e  wind   turbi ne  is  highli ghte d.   Perform a nce   p ara m eters  l ike   torqu e  and  power  have  bee n  found   to  e xhibi t  r andom   v ari ab il i ty  with   a  cha nge   in  wind   vel oc it y  and  pit ch   angle.  Th e  ver ifica t ion  of   c omput ationa l  f lu id  dyna mi cs   (CFD )  with  the   sta ndar d   em p iric al  formula   is  h i ghli ghte d .   Th e  b est  pi tc h   ang le  i s  note d   for   the   b est  power   c oef ficien t .   Ke yw or d s :   Com pu ta ti onal  f lui d dynamic s   pitch a ng le   Win d powe r     Win d  tu r bin e  bl ade       This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Ra je nd ra  Ro ul    Dep a rtme nt of  Ci vil Eng i neer i ng,   Nati on al   I ns ti tute o f  Tec hnol ogy, Ro urkela   Pin - 7690 08, O dish a , In dia   Emai l:  r aj en draroulnit @ gm ai l.com       1.   INTROD U CTION   The   us e   a nd  s upply  of  fo s sil   f uels   ha ve   be en  decli ni ng  over   the   la st  te n  yea rs   du e   to   t heir   ad ve rse  eff ect s  on  t he  e nv i ronme nt, w hich  in t urn  rai ses the d e man d for  re new a ble  energ y  sou rces  [ 1]. Su ppor t  f or  t he   us e  of  ren e wa ble  e nergy  s ources  has   bee n  enh a nce d,  not  by  im prov i ng  powe r  e ff ic ie nc y,  but  by  mai ntainin g  the  cl imat e  ta r get  crit eria  [2]  and  th us   i ncr ea sing  the  de penden c y  of  the   re new a ble  e nerg y  s ource  as  a  me an s   of   mit igati ng  t he  tra diti on al   way   of   ge ner at ing   e nerg y  on  the  en vir onme nt .  Ele ct rici ty  is  no t  on l y  an  es sentia l   factor  for  hum an  so ci et y's   grow t h  a nd  a dva nceme nt  but  al so  pla ys   a   c ruci al   ro le   in   ec onom ic   an d  product   pro du ct io n  in  t he  in du st rial   sect or   [ 3].  Be cau se  of   t hat,  pow er  sho uld   be  avail able  to  an y  corner  of   t he  planet .   On e  wa y  of   ge ner at in g  el ect ri ci ty  is  to  use   wind  as  a  s our ce  of  re new a bl e  energ y  a nd   use   it   throu gh  a   wind  tur bin e   that   ca n  c onve rt   the   ki netic   ene r gy  i n  t he   wi nd  int o  mea ningf ul  e le ct rici ty  [ 4].  Anothe r   wa y  i s  to   us e   the  ph otovo lt ai c  cel l,  w her e   the  producti on  of   powe r  is  ca r ried  out  by  c onve rtin g  the   sol ar  ra diati on   t hro ugh  the  photo el ect rical   ef fect  process.   Des pite  the   m or e   ou t sta nd i ng  performa nce  a nd  c os t - e ff ect ive ne ss  of   phot ov oltai c  pa nel  te ch nolo gy,  t he  us e   of  wind  powe r  ha s  inc reased   in   rece nt  year s .  In  20 17,  for  e xam ple,   34% o f  w in d  tur bin e  g r ow t h was   obse rv e d  in Europe   in   c ompa rison  t o  20 16   [5]. Win d  t urbine   te ch nology   ha s   become  a  popula r  fiel d  of  re search   beca us e   of  increa sin g  dema nd.  T he  us a ge  of  wind   tur bin es  is  no t  on l y  fu lfil li ng   t he  ne ed  of  the  e ne rgy  in dustry  but  al so   bec ome s  an  imp ort ant  area  of  res earchi ng   t he  va rio us   academic   fiel d .  N ow a da ys   re searche rs  a re  f ocusi ng  on  de velo ping  micr o  wi nd  tur bine s  instal le d  in  va rio us   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   5 11   –   5 19   512   app li cat io ns   li ke  i n  bicycle  as  a  portable  c harger   [ 6],  i n - home,   an d  buil din g  as  a   s ource  of  el ect rici ty  [ 7].   Var i ou s   c on tr ol  te ch niques   ha ve  bee n  c onduct ed   to  i ncr e ase   power  eff ic ie ncy  [ 8 ] - [ 17]   an d  m on it o r   aero el ast ic it y  s tructu ral  dama ge  [ 18 ] ,  [ 19 ].   Also ,  man y  res earch  project s  hav e  fo c us e d  on  intensi fy i ng   t he  us e   of   wind  tur bi nes  in  a  tu rbu le nce  en vir onment  an d  bec ause  of  this,  c ompu ta ti onal   te chn i qu e s  ha ve   been  ut il iz ed  in  wi nd  po wer   pro du ct ion   platfo rm  that  involves   s ign ific a nt  rese arch   a reas  s uc h  as  mic ro - loc at ion s,   wind  sim ulati on,  f or eca sti ng,  an d  bla de  opti miza ti on   [20 ].   Fe w  re searc her s  ha ve  use d  the  Bl ade  el ement   method   (BE M)  c ode   in   wi nd  tu rb i ne   ap plica ti on s   to   op e ra te   to   it s  m axi mu m   powe r   c oeffici ents  [ 21].  T hey   fou nd  an   ideal   ro ta ti onal   spe e d  that  pro vid es   opti mal  pow er   f or   a   s pecified   streaml ini ng  s peed.  In  ad diti on  to   it ,  an  update d  BEM  the ory  ha s  al so   bee n  us ed  to  sim ulate   forces  on  la r ge - scal e  wind  tu r b ines  to  si mu la te   the  dynamic  mode l.  It  has   bee n  f ound  that  t his  dynamic  mode l  was  m os t  a ppr opriat e  f or  e ng i neer i ng  pur po s es  [22].  D ue  t o  t he   rise   in   de ma nd  for  BE M  it s  a pp li cat ion  i s  inc rease d  fro m  desig ning   a  horizo ntal  a xis   wi nd  tur bin e   bla de   to  de velo pi ng   a   mat hemati cal   model  [23 ].  H ow e ve r,  the   B EM  met hod  fa il ed  to   sim ulate   the   whole  flo w  fiel d.   Due  to   this  dr a wback   of  the  B EM  method,   se veral   inv est igat ors  ha ve  e m ployed   the   com pu ta ti onal   fluid  dy nami cs  (CF D)   te c hniq ue  in  mode li ng   the  Nati onal   Re ne wab le   E ne rgy  La bo ratory  (N REL )   tu rb i ne s  by  s olv i ng  Nav ie r  stoc ks  equ at io ns  [24 ] - [ 26].  T he   wi nd  t urbine   is   c ompose d  of  va rio us   par ts   li ke   bla de s,  t ow e r,  gea rbo x,  ge ne rato r,  co ntr oller   a nd  man y  m ore  thi ng s   a nd  e very   pa rt  ha ve   their   importa nce   but   amo ng  al l  othe r  pa rts,   bla de  plays   an   im por ta nt  r ole  in   det ermini ng  the   e ff ic ie nc y  of  th e  wind   tur bin e.  S o,   f or  an  ef fici ent  wi nd   t urbine ,  a  study o n  t he  bla de  is  necessa r y  to  get  the  opti mu m r es ults,  and  f or   this,  the  idea of  twist   an gle  a nd  p it ch  a ngle   is  necessar y.   R esea rch e rs  us e d  the u n - twist e d  bla de  to g et   the  be st   ang le   of  at ta ck   by   c onduct ing  se ver al   simula ti on s   f or  var i ous   wi nd  s pee ds.  T he   te st  par a mete rs   inclu de d  five - pitch  an gles  a nd   fou r  wind  sp ee ds .  T he  re su lt s  obta ined  from  the  CF D   An al ys is  we r e  com par e d  w it h  t he  exp e rime ntal  r esults  from   the   NRE L  [27 ].  M ore ov e r,  fe w   aut hors   al so  ha ve  e xa mine d  NREL   P hase  VI  small - siz ed  wi nd  tu r bin es  f or   c omp reh e ndin g  their   aerod ynamic   beh a vior  us in g  the  CF D  te ch nique.  To  exec ute  th e   analysis,   the y  consi der e d  fi ve   wi nd  s peeds  and   a   co ns ta nt  pitch  a ngle   a nd  for   m od el in g  tur bule nce ,  t he   S hear   stress  t ran s port   ( SST )  k - w   m odel   was   co ns i de red.  The y  f ou nd  th e  sta ll   at   the  bla de  r oo t   a t  7  m/s   [ 28] .  S om e  of  the  resea rc her s   al so  use d  co de  cal le d  CFD  Sh i p - Iow a  4.5,  w hic h  i s  dy namic  a nd  us es   the   pro pe rty  of  incomp ressible   to  chec k  the   pe rformance  pa rameter  of  NR EL  phase  VI.  Using  these   co de  tw o  ob je ct ives  of   the  NRE L  phase  V I  wind  t urbine   are   co mp le te d.  On e   is  perf or mi ng  analysis  by  fixing  pitch  a ng le   an d  varyin g  wind  s peed  an d  the  s econd  is   pe rfo r ming  an al ys is  by  fi xing  wind   sp ee d  a nd  varyin g  pitch  a ngle .  I n  bo t h  the  ca se,  ro t or   ro ta ti onal   sp ee d  ha s  be e n  ta ke n  as  7.5 3  rad /se c .  He re  detache d  e ddy  simulat ion   has   bee n  us e d  as  a   tu rbulence  model.   The   ex per i me ntal  res ults  va li dated  va rio us  pe rform ance   par a mete rs,  suc h  as   powe r,  t hrust, a nd press ur e  varia ti on s a r ound the  airf oil [ 29] .    As  prop e r  m onit or i ng   of  th e  blade  pitch   mecha nism  i s  require d,   t he re  ha ve  al s o  been  a  fe w  su ggest io ns   for  minimi zi ng  wear   in  t he  wi nd   t urbine  pitch  dri ve  [ 30] .  Also ,  seve ral  value d  lo gics  su c h  as   fu zz y  lo gic  is  util iz ed  and   op ti miza ti on   pro cesses  su c h  as  gen et ic   al gorit hm s ,  meta - heuresti c,  cuc koo  search   al gorithm   a nd  Pa rtic le   S wa rm   O ptimi zat ion  (P S O)  ha ve   bee n  use d  to   m onit or  the  pitch   an gl e  by   accomm odat in g  nonlinea ri ty,   wh ic h  furthe r  l eads  t o  sta bili ty  i n  t he  wind   tur bin e   s ys te m   by  re duci ng  ch arg i ng  eff ect s  on   a  wi nd   t urbine  bla de   [31 ] - [ 40] .   He nce  f r om   the  previ ou s  li te rat ure,  it   is  cl ear  th at   pitch  an gle  plays   a  vital   ro le   in  determi ning  th e  wind  tur bin e   performa nce.   So ,   t he  pur pos e  of   this  resear ch  is  to  exa mine  th e   influ e nce  of   a  pitch  a ng le   on   the  pe rformanc e  facto r  of  the  horizo ntal  axis   wind  tu rb i ne  blade  by  co ns i der i ng   diff e re nt  pitch  an gles   an d  ro ta ti on al   s peed  at  d iffe re nt  wi nd sp ee ds . Th is re search   can   gi ve   t he  researc he r  da ta  to  desi gn  an d  op ti mize   the   bl ade  ef fecti vel y  by  ide ntify i ng  the  opti mal  pitch  a ngle   f or   t he  c orres pondin g  sp ee d.   F or  the  numerical   sim ulati on   of  the  wind  tu rb i ne,   aerod yn a mic  a nalysis  for  different  pitch  a ngle   an d   wind s pee d wa s car ried  out us ing  t he Ansys   Fluen t  15 CF D  simulat io n [41 ].   The n ov el ty  of  this pa per is  de scribe d  as  foll ows:   •   In  the  pr e vious  li te ratur e, eit he r  lowe r - fideli ty m od el in g  or  a few   pitch angle values  were i nv est igate d  f or   it s  impact  on H A WT   ef fici ency. To  bette r  u nde rstan d  t he  eff ect ive ness   of p it ch  an gle on  t urbine   out put  it   is  necessar y  to   con si der   more   pitch  an gles,  a s  a  resu lt ,  a  c omplet e  unde rst and i ng   of  tur bi ne  pe rfo rma nc e  is  la cking  wit h  the  i nvolv e ment  of   few  pitch  a ng le s.   The  pr ese nt  re search   is  co m plementa ry   to   the  existi ng kn ow l edg e  by usi ng  highly  preci se  CFD me asu re ments a nd the   associat ion o f mo re  pitch a ngle s.   •   The  w orkin g  conditi ons  e xa mined  incl ud e   seve n - pitch   a ng le s ,  tw o  dif fer e nt  r otati on al   sp ee ds ,   a nd   seve nteen   dif fe ren t win d  s pee ds .   I n  previ ous   li te ratur e,   this  k in d  of w or king  e nviro nme nt  w as not use d  t o   pro vid e a  m or e  co m prehe ns iv e v ie w  of  how   the aer odynam ic  eff ic ie nc y v aries at  the  n e xt  p it ch  a ng le s .   This  pa per  is  orga nized  a s  f ollows:   Sect io n  2  re pr ese nts   a  met hodolo gy,  w hich   co m pr ise s   th ree - com p one nt,  i.e .,  wind  tu rb i ne   model,  domai n  a nd  mes hing ,  an d  phys ic s   s et up .   Sect io n  3  pr e sents  res ults  an d  discuss i ons  fo l lowe d by the c on cl us io n  i n  se ct ion   4.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Eff ect  o f bla de pit ch angle  on  the a e rody nam ic  ch aract eri sti cs o f  a  tw ist ed bla de  …   ( R ajend r a Ro ul )   513   2.   METHO D     The   meth od   is   div ide d  int o  t hree  par ts ,  first   is  the   sel ect ion  of   ai rfoil   a nd  blade   de sig n  f or  the   wind  tur bin e.   Sec on d  is   the   f ormat ion  of  c omp utati on al   domain   an d  mes hing,   and  the   fi nal  is   the   sel ect ion  of  the   al gorithm  f or   phys ic s  setu p.      2.1.   Wind turbi ne   mod el   Figu re  1( a )  dis plays  t he  wi nd  tur bin e  m odel   consi der e d  in   this  arti cl e.  Th e  three - dime nsi on al   wi nd   tur bin e  blade  i s  co ns tr ucted  with  the  ge ome tric al   par amet ers  s uggeste d  in  the  re port  [ 42] .  T his  bla de  inclu de s   3  t yp e   of  ai rfoi ls   that  a re  mou nted   f rom  root   to  ti p  s how n  i n  Fig ur e   1(b ).  The  bla de  a nd  ro t or  pa ramete rs  a re  def i ned  in  T ab le   1.   For  a n  e f fecti ve  desig n  of  the  wind  t urbine  r oto r ,  it   is   man dato r y  to   know  the   str uc tural  and  aer odyna mic  re qu ire me nts.  F r om   a n  a erod yn a mic  sta n dp oin t,  a   thi n  ai r fo il   m us t  be  pr e ferred   to  get  a   higher   li ft.   F rom  a   str uctu ral   po i nt  of  view ,  dense  ai rfoil s  mu st   be   c hose n  f or  high   rigi di ty,  a nd  fail ure s  du e   t o  bendin g  must   be  el imi nate d.   In   t he  desig n  proces s,  me et in g  these   tw o  r e qu i reme nts  is  of   utm os t  im porta nce.  To  sat isfy  bot h  ae rod yn a mic   an d  struct ur al   de man ds ,   var i ou s   ai r fo il s  m us t  be  mou nted  at   a   se par at e   sect ion  of   the  blade .  A   thick  ai rfoil   is  us ed  on  the  r oot  of   t his  pa pe r  an d  a  thin  ai r fo il   on  the  ti p  sect ion   is  mou nted.  This  a rtic le   ta ke s  one  mete r  a dd it io nally  t o  s how  t he  blade   at ta ched   t o  a   hub  an d  co mp e ns at es  for  t he  blade   root  by 1 mete r  f r om t he r otati on ax is . T his  pa per d oes n ot involve  the  hub.         (a)     (b)     Figure  1. (a ) 3 D win d  tu r bin e  b la de , (b ) NR EL airf oils        Table  1.   Im por ta nt sp eci ficat i on s  of t he win d  tu r bin e   Im p o rtant f acto rs   v alu e   Un it   Po wer   1 .5   MW   Nu m b er  o f  blad es  NB   3   No t App licab le   Ro to r  Rad iu s R   4 3 .25   Metr e   Ro tatio n al velo cities   1 .57 ,2.2 2   rad/s ec   Pitch  ang le   0 ,5,1 0 ,15 ,20 ,2 5 ,28   Deg ree   Velo cities   8 ,9,1 0 ,11 ,12 ,1 3 ,14, 1 5 ,16 ,17 ,18 ,1 9 ,20, 2 1 ,22 ,23 ,24   m /s       2.2.   Do m ain  and  meshing   The  model  will   us e  a  per i odic it y  bo unda r y  c onditi on.  ANSY S  bu il ds  eq uatio ns   th at   make  t he   so luti on  on  t he   0°  a nd  120°  pl anes  e qual .  W hen  the   re su lt s   are   ex pa nd e d,  the  240°  plan e  will   hav e   the   same   values   as  the   0°   a nd  120°  pl anes.   The   val ue s  on  t he  60°  pla ne  will   be  t he  sa me  as  t he   value s  on  the   180°  plane  a fter  t he   res ults  are  e xpan de d.   T he  width  bet ween  the  dom ai n  in le t  and   outl et   is  270  m.  The   global  or i gin   is  place d  in  the  mi dd le   of   the  blade  root  w hen   c onstr ucting  t he  dom ai n.   The  distan ce  from  the  blad e  t o  the v el oc it y  inl et  an d  t he  pres su re  outl et  is sh ow n  in  Fi gure   2.  T he uppe r  portio n of  t he  c ompu ta ti onal  domain   is  co ns ide red  as  to p  velocit y  an d  is   gi ve n  t he  sa me  i nput   as  i nlet  vel oc it y.   T he  ra diu s   at   inlet   a nd  outl et   s  ta ken  as  120°  degree  an d  24 0°  de gr e e.  Th e  co mputat iona l  domain   a nd  bo undary   co ndit ion s   f or  the   wi nd   tur bin e  m odel   are  de picte d  i n  Fig ur e  2.   This   pa per   us es  str uctu red   gri ds   wh ic h  are   sym bo li zed   by  te tr ahedral  el ements  i n  3D.   Th us,   t he  mesh   of   the   fl uid  domai n  refl ect s  te trahedr al   form ,  as   see n  i n  Fig ur e   3.  Also ,   the   pr ismat ic   in flat ion   la ye r  is  add e d  f or  outw ard   flo w  to  tra p  the  bounda r y  la ye r  on  an  entit y.   T he  sphere  of   influ e nce  was  us e d  with  a   ra diu s  of  30  m  a nd   a n  el eme nt  siz e  of   2m   t o  e sta blish  f ur t her  pr eci si on   al ong  th e   ci rcu m fer e nce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   5 11   –   5 19   514       Figure  2 .   Com pu ta ti onal   dom ai n  with  bo unda ry  conditi ons       Figure  3 .   M e sh o f  the  comp ut at ion al  do main       2.3.   Physi cs set up   In  this   pap e r,   a  pr ess ure - bas ed  ste ad y - sta te   CFD  simulat ion   has  been   pe rformed .  The   turbulence   model  use d  f or  this  stu dy  is k - om e ga  S ST.   I n  so l ution  meth od s , p res sure - ve locit y  c ouplin g  was  im pleme nted,   and  al go rithms   use d  to   cal cu la te   gr a dients   and  pr es sur e  a re  t he  le ast - squares   cel l - base d  al gorithm   a nd  t he   sta nd a rd  al go rithm.   Mo reove r ,  f or  e valuati ng  t he  moment um  eq uatio n  s econd - orde r   upwi nd  al go rith m  a nd  for  tu rbulent  kin et ic   ene rgy ,  an d  s pecific   dissipati on  ra te   first - order   upwind  al gorithm  wer e  ta ke n.   T he   resid uals are  m on it ore d  to  15 00 it erati on to  r e ach th e  con vergen ce .       3.   RESU LT S   A ND D I SCUS S ION S   3.1.   Estima tion   of  to r que    As   the   bla de  i s  gen e rall y  des ign e d  f or  ma ny  pitches   a nd  wind  velocit ie s,  t he  opti mum  pitch   an gle   will   be  act ivate d  to  a n  aut oma te d  co ntr ol  mecha nism  f or   a  par ti cular  w ind   velocit y  to   gen e rate  ma xi mu m  tor qu e .  T orq ue   ge nerat ion  by   the   bla de  not  only   dep e nds   on   the  vel ocity  of  inc om i ng  ai rf l ow,  but  i t  al so  dep e nds   on  t he   rate   of  c ha ng e   of  mome ntu m ,  as   the   f rontal   area  c ha ng es   f or  di ff e ren t   pit ches,   w hic h  i n  resu lt   giv es   the   m od i fied  rate  of  fl ow  a nd  le ad s  to   tor que  ge ner at ion .   H ere   Fig ure  4  (a)  an d  Figure  4(b )   s ho ws  t hat  wh e n  the   pitch   an gle  25 °   an d  28 °   ar e  co ns ide re d,  a nd  the   fl ow  ve locit y  var ie s   f r om  8  m/s   to  24  m/s,  t orq ue   decr ease s  mon otonica ll y.  I n  con t rast  to   othe r  pitch   an gles   init ia ll y  it   f al ls  a nd  the n  inc r eases.  The   ma ximum   tor qu e  obta ine d  is  co rr e spo ndin g   to  a  28 °   pi tc h  an gle  f or   a  wind  velocit y  of  8  m/s.  From  Fi gure  s  4( a)  an d  Figure  4(b ),   it   has  bee n  ob se r ved  that  as   the  ro ta ti onal   vel oc it y  increa ses,  tor qu e   ge nerat ion  by  a   wi nd  tur bin e   rises  c orres pondin g  t o  al l  pitches  a nd  wind  velocit ie s.  It  is   to  be   note d  w hen  ω= 1.5 7  ra d/sec  a nd  pitch   an gle  0°   is  c onside red  for  t he  a nal ys is,  t he  g ra ph  of   to rque   sho ws   an  i ncr easi ng  t rend.   But,   wh e n  ω=2 .22   ra d/s ec  and  a   pitch  a ngle   0°  is   co ns i der e d  the re  is   a  fall   i n  tor que   val ue   w he n  ve locit y  c ha ng e s  f r om  8m/ s  t o  10   m/s,   and after  that,  it  r ise s  with a n  i ncr ease  in win d  s pee d.         (a)     (b)     Figure   4  T orq ue  v a riat ion  c ur ve  at   diff e re nt  pitch a ng le  for  (a)   ω =  1.5 7 ra d/sec,  (b) ω =  2.22 ra d/sec       3.2.   Estima tion   of  power   The  numerical   powe r  can  be  easi ly  cal culat ed  usi ng  the  f ol lowing  eq uati on   a fter  the  t orqu e  value  is   receive d  f r om  t he  CF D  sim ula ti on .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Eff ect  o f bla de pit ch angle  on  the a e rody nam ic  ch aract eri sti cs o f  a  tw ist ed bla de  …   ( R ajend r a Ro ul )   515   = ×     (1)       wh e re ,       =       (  )     =      ( − )     =         (  /  )   The  var ia ti on  of   t he  powe r  c urve  s how n  i n  Fig ur e  5(a)  a nd  Fig ur e   5( b)  is  the  sa me  as   Fig ur e  4(a)   and   Fig ur e  4(b ).   Her e  in   Fig ur e  5( a ),   pitch   ang le   25 °   an d  28 °   sho ws  the   decr easi ng  tre nd,  an d  it   ha ppen s  in   su c h  a w a y  tha t fr om vel ocity  8  m/s to  16 m/ s,  the curve sh ow s  flat  f al l, but after  16  m/s ,  it  d ecreased s harply .  But  in   Fig ur e   5(b ),  w he n  t he  blade   is  gi ven  p it ch  a ng le   25 °   an d  28 ° ,   the  c urve  s hows   flat   dec reme nt   consi ste ntly  irr especti ve  of   w ind   s pee d.   I n  bo t h  the  a bove   cases,  des pit e  the  dec reasing   tr en d,   it   ha s  bee n  ob s er ved that  powe r  is c om in g  to  be  more   th an  e xp ect e d  f or 25 °   a nd   28 °   pi tc h  an gles,  w hich  are  m or e t ha n  the   rated  p ower  ou tpu t  val ue  sho wn   i n  ta ble  1,  it   is  sh ow i ng   be cause  los ses  li ke  mecha nical   losses,  ro t or   c on t ro l  sy ste m   losses ,  pitch  c ontr ol  mecha nism   los ses,  gear  &   s ha ft  losse s,  et c.  are  no t   co ns i de red  w hile  performin g  the  sim ulati on s .  Th e  va riat ion of  p it ch   an gl e 2 5 °   a nd p it ch  a ng le  28 °   is  s hown  in  Fig ur e  5  (a)   a nd  the   va ri at ion  of   pitch  a ngle   20 °   s how n  in  F igure  5( b)   rese mb le s  eac h  oth er .  T he  rea son  beh i nd  the  va riat ion   i n  the  powe r   curve is  due to   sta ll  p he nomen a.         (a)     (b)     Figure  5 Po we r  var ia ti on c urve at  diff e re nt  pitch a ng le  for  (a)   ω =  1.5 7 ra d/sec,  (b) ω =  2.22 ra d/sec       3.3.   Estima tion   of  power c oeffici ent (C P )   The p ow e r  c oe ff ic ie nt ca n be  cal culat ed usin g  ( 2 )   giv e n below.     = × 0 . 5  3     (2)     wh e re      =        =      (  )     =           =         ℎ       =       ( / )   The  power  coe ff ic ie nt  is  a n  e ssentia l  non - di mensi on al   par a mete r  in  deter minin g  the  pe r forma nce  of  a  wind  tur bin e .  The  powe r  coeffic ie nt  cu rve  is  sh own  i n  Figure  6(a)  a nd  Fig ur e  6(b )  giv es  a n  idea  about   wh ic h  pitc h  an gle  is  best  to  work  f or   a nd  wh ic h  pitc h  an gle  can  le a d  to   rand om   beh a vi or .  Acc ordin g  to  th e   pr e vious  stu di es,  the  ma xim um   value  of   powe r  coe ff ic ie nt  is  set   to  0.59   acc ordi ng   t o  Be tz 's  la w  [ 43],   s o  keep i ng  this   li mit   in  c onside r at ion   a nd  visu a li zi ng   Fi gure  6(a)   an d  Fig ur e   6(b)  on e   ca n  s ay  t hat  va lues   wh ic h  are more   tha n 0.59  a re   pract ic al ly n ot   fea sib le   but  i n  CFD   t he   reas on b e hin d of gett ing  s uch  a  b ig  v al ue   is  t hat   losses  li ke  me chan ic al   lo sse s,  r otor  c on t rol   sy ste m  l os se s,  pitch   co ntr ol   mecha nism  l os ses,   gea r  &   sh a ft  losses,  et c.   are   no t  c onsid e re d  w hile  pe rfo r ming  the  sim ul at ion s.  From  F igure  6(a)   it   ha s  bee n  obse r ve d  that  for  ω = 1.5 7  ra d/sec  w he n  th e  blade   is  gi ve n  pitch  a ng le   25 °   an d  28 °   best  power   c oe ff ic ie nt   ob ta ine d  at   a   velocit y  10   m/ s,  i.e. ,  0.5 6,  w hich   is  cl ose r   to  Be tz 's   li mit .  Bl ade  wit h  pitch  a ngle   20 °   al so  ref le ct s  t he  be st   powe r  c oeffici ent  value   as   0.5 2  w hen  wind  s pee d  is  c onsidere d  a s  9  m/s.  blade   with  pitch   a ng le   15 °   and   velo ci ty  8  m/s  and  bla de  with   pitch  a ngle   28 °   and  vel ocity  11  m/s  al so   s how n  the   go od   res ults  of  the  pow er  coeffic ie nt  as  0.47   a nd  0.4 1.  Figure  6(b ),   on   t he  oth e r  hand,   s hows  s om e  diff e ren t  var ia ti ons  of  powe r   coeffic ie nt  du e   to  dif fer e nt  a ngula r  velocit y,  i.e .,  2.2 2  ra d/s ec.  H ere  i n  Fig ur e   6(b ),  the   be st  powe r  c oeffici ent   of  0.5 8  can   be  seen  w hen  the   pitch  a ngle   28 °   an d  pitch   10 °   is  consi der e d  f or  the  a nalysis   f or  th e  velocit y  14   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   5 11   –   5 19   516   m/s  an d  9  m/s.   Further   w he n  the  pitch  a ngle   is  ta ken   as  15 °   an d  wi nd  sp ee d  a s  11  m/s,  t he  powe r  c oeffici ent   comes  as  0.52,  wh ic h  is  near t o  Be tz 's li mit  a nd g i ves  a  promi sing o utput.         (a)     (b)     Figure  6 Po we r  c oeffici ent curve  at dif fere nt  p it ch  a ngle  fo r  ( a)  ω  =  1.57  ra d/sec,  (b) ω =  2.22 ra d/sec     3.4.   Verifica tions   The  numerical   exami natio n  i s  chec ke d  by  com par i ng  it   with  a  nor mal  empi rical   eq ua ti on   a nd  is  il lustrate d  i n  ( 3 ) .  Va riat ion   of  the  velocit y  ve ct or  is  s how n  in  Fig ur e   7( a )  a nd  Fi gure   7( b) ,   an d  the   ver ific at io n  is  show n  i n  Ta ble  3.  It  is  to   be   note d  that  a n  ad diti on al   1  m  ha s  been  co ns ide red  to   acc ount  for  t he  distanc e   from  t he ro ot  of the  b la de  to  the  hub, ma king the  b la de  le ngth  44. 2  m .             =  ×     (3)             (a)   (b)     Figure  7 .   Tan ge ntial  v el ocity   of the  blade  for (a)  ω= 1.57 ra d/ sec, (b) 2 .22 r ad/sec       Table  4.   T an ge ntial  v el ocity  re la ti on   Pitch  ang le   (deg ree)   Velo city   (m /s)   Ro tatio n al   v elo city   (r ad /sec)   Tang en tial velo city   Nu m eric al   An aly tical   Er ror  ( %)   5 °   10   1 .57   6 9 .30   6 9 .39 4   0 .13   5 °   10   2 .22   9 7 .99 7   9 8 .12 4   0 .12       4.   CONCL US I O NS     The   r otor  has   a  r otati on al   s pe ed  of  1.5 7  ra d/sec  pro du ce d  le ss   to r qu e   and  powe r  as   com par e d  to     2.22  ra ds /se c.   Fo r   bo t h  ro ta ti on al   sp ee ds,  t orq ue  a nd  powe r  s how   a  dec re asi ng  tre nd  f or   pitch   a ng le   25 °  a nd   28° .  W hen  r ot or  r otati on al   s pe ed  is  ta ken  as   1.5 7  ra d/sec ,  t he  op ti m um  pi tc h  an gle  obta ined   is  28°  at   10  m/s ,  wh e reas  when  ro t or   ro ta ti onal   sp ee d  is  ta ke n  as  2.2 2  ra d/se c  the  opti mum  pitch  a ng le   ob t ai ned   is  10°  a nd  28°   ob s er ved at wi nd spee d 9  m/s  and  14 m/s.   In  this   pa per,  t he  Pit ch  a ngle  p la ys  a v it al   r ol e  in d et er mini ng  the  p er form ance p a rameter   of  t he  wind   tur bin es.  This  pap e r  gi ves  a n  idea  that  due   to  var ia ti on  i n  pitch  a ngle ,  velocit y,   a nd  a ngular  velocit y  al so   induces  s om e   impact   on  ae r odynamic   c harac te r ist ic s  of   t he  wind  tu rb i ne .  Wi nd  tu rb i ne   pe rformi ng  unde r  diff e re nt  ope ra ti ng   c onditi ons   ref le ct s   va riat ion  in   tor que  a nd  po wer  val ue ,  w hic h  ca n  he lp  a  resea rch e r  a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Eff ect  o f bla de pit ch angle  on  the a e rody nam ic  ch aract eri sti cs o f  a  tw ist ed bla de  …   ( R ajend r a Ro ul )   517   eng i neer   t o  de marcate   the  di ff e ren ce  betwe en  the  best  pit ch  an gle  a nd   worst  an d  desi gn   t h e  wind  tur bin e   blade  acc ordin gly . A par t f r om t his, du e t o variat io n  in  pitch angle, the re  is un ce rtai nty  i n  press ur e  distr ibu ti on  of   t he  blade   at   a  sp eci fic  pitc h  a nd  abs olu te   velocit y,  wh ic h  ca n  le ad   to  bl ade  de f or mati on,  a nd  it   shoul d  be   avo i ded   t o  inc re ase  the  li fe  s pan   of  the  wind  tu rb i ne.   T his   var ia ti on  in  pressu re  distrib ution   giv e s  an   idea   about  w hich   pitch  a ngle   a nd  wh ic h  vel ocity  s houl d  get  op e rated   t o  a void   haza r dous  li ke  flut te r  an d  deformat ion.       REFERE NCE S    [1]   Yilm a z,  A.   S. ,   &  Öz er,  Z. ,   “ Pi tc h   angle   contro l  in  wind   turbi n es  abov e   the  r ated  wind   spe ed   by  mu lt i - la yer   per ce p tron  and  r adi a l  b asis  func t ion  neur al  ne tworks ,”   Ex pert   Syst ems  wit h   Applic ati ons ,  vo l.  36 ,   n o.   6 ,   pp .   9767 - 9775 ,  2009 .   [2]   Griese r,  B. ,   Sun ak,  Y.,  &   Madl ene r,  R . ,   “ Ec on omi cs  of   sma ll  wind  turbi n es  i n  urba n   set ti ngs:  An  em pir ica l   inve stigation   for   Germ any ,”   R en ewabl e   Ene rg y ,  vol.   78 ,   pp .   334 - 350 ,  2015 .   [3]   Abdelka fi ,   A.,  &  Kri che n ,   L. ,   “ New  str at egy   o f  pi tc h   ang le  co ntrol  for   energy   m ana g em en t   of   a   wind   f arm ,”   Ene rgy ,  vol .   36 ,   no.   3 ,   pp .   1470 - 1479 ,  2011 .    [4]   J.  G.  Slootweg ,   S.  W.   H .   De  Ha an,   H.   Polinde r   and  W .   L .   Kling ,   “ Gen eral  mod e l  for  rep r ese nt in g  var ia b le - spe ed  wind  turbi nes  in   power  sys te m  d ynam i cs  simul a t ions , ”   IE EE   Po wer  Engi ne ering   Re v ie w ,   vol.   22 ,   no.   11,   pp .   56 - 56,   200 2 ,   doi :  10 . 1109/MP ER. 20 02. 4311816 .   [5]   Frail e ,   A.   Mbistr ova,   “ W ind  in   p ower:   2017  eur o pea n  st at ist ic s , ”  The  European W ind  Associa ti on ,   pp.   3 - 25 ,  2018 .   [6]   Subhashini,   G. ,   Abdulla ,   R. ,   &   Mohan,   T .   R .   R . ,   “ Wi nd   turbi n e  mount ed   on  a   m otorc yc le   for  po rta bl e  ch arg er ,”   Inte rnational   Jo urnal  of   Pow er  El e ct ronics   and   Dr iv e  S yste ms   (I JP EDS) ,  vo l.  9 ,   no.   4 ,   pp.   1814 - 1822 ,  2018 ,  doi:   10. 11591/ijpeds. v9. i4. pp1814 - 18 22 .   [7]   Baha j ,   A.   S.,  M yer s,  L.,   &   Jam e s,  P.   A.   B. ,   “ Urb an  ene rgy   g ene r at ion:  Inf lue n ce  of  m ic ro - wind   t urbine  output  on   el e ct ri ci ty   consu mpt ion in  bu il di ngs ,”   En ergy   an d  buil dings ,  vol .   39 ,   no .   2 ,   pp .   15 4 - 165 ,  2007 .   [8]   Rac hed i,  M.  O. ,   Said i,  M.  L.,   &  Arb aoui ,   F . ,   “ MP PT  cont r ol  design   for  v ari ab le  spee d   wind  turbi n e ,”   Inte rnational   Jo urnal  of  E le c tr ical  and  Compute r  Engi nee ring   (I JE CE) ,  vol .   10 ,   no.   5,   pp.   4604 - 4614 ,  2020 ,   doi:   10. 11591/ijece. v 10i5. pp4604 - 46 14 .   [9]   Li u,   Y. ,   W ang,  Z. ,   Xiong ,   L . ,   Wa ng,   J . ,   Ji ang,  X.,   Ba i,   G. ,   &  Li u,   S. ,   “ DF IG  wind  turbi ne  sl i ding  mode   cont r ol  with  expone n tial   reachi ng  la w  u nder   var ia bl e  wi nd  spee d ,”   Int ernati onal  Journal   of  E le c tric al   P ower  &  En ergy   Syste ms ,  vol .   96 ,   pp.   253 - 260 ,  20 18 .   [10]   Hocini ,   Y. ,   All al i ,   A . ,   &   Boul ouiha ,   H.   M. ,   “ Pow er  fuz zy  ad apt iv e  cont ro l  f or  wind   turb ine ,”   Int ernati onal   Journal  of   E lectric a l   and   Co mputer  Engi n eer ing  (IJ ECE ) ,  vol.  10 ,   vol .   5,   pp .   5262 - 527 3 ,  2020 ,  do i:   10. 11591/ijece. v 10i5. pp5262 - 52 73 .   [11]   Bouregui g,   K. ,   Mansouri,   A . ,   &  Chouy a,  A. ,   “ Perform an ce  e nhanc e me nts   of   DF IG  wind  tur bine  using  fu zzy - fee dba ck  l ineari za t ion  con trol l er   augmente d   by  high - gai n  obs er ver ,”   Int ernati on al  Journal  o f  Po wer  El e ct roni cs  and  Dr iv e  S ystem s ,  vol.  11 ,   no.   1,   pp .   10 - 23 ,   20 20,   doi :  10 . 1159 1/i jpe ds . v11. i1 . p p10 - 23 .   [12]   Ahmedha md i,   R .   T . ,   &  Shn ee n,   S.  W . ,   “ Us i ng  positi on  control  to  im prove   t he  eff ic i enc y  o f  wind  turbi ne ,”   TEL KOMNIKA  Tele communic a t ion,  Computing ,   E le c tronic s   and   Control ,  v ol.  18 ,   no .   6,   pp .   32 40 - 3246 ,  2020 ,  doi:   10 . 12928/te lkom nika.v18i 6 . 16171 .   [13]   Za re ,   A. ,   &   Forouza nt aba r ,   A. ,   “ Adapti v e  robus t  cont ro l  of   v ariabl e  spe ed  wind   turbi ne   generator ,”   Bul l et in   of   El e ct rica l  Eng in ee ring a nd   Infor matic s ,   vo l.   4 ,   n o.   3,   pp .   196 - 20 3 ,   2016 ,   doi :   10. 11591/e e i. v4i3 . 5 02 .     [14]   El - Sharka wy ,   Mahmoud  M. ,   Att ia ,   Mahmoud  A . ,   &  Abdel aziz ,   Almoa t az   Y. ,   “ Enha nc em en t  of   power  sys te m   per forma n ce  wit h  wind  far m  dist urba nce s ,”   In te r nati onal  Journal   of  Appl i ed  Pow er  Engi n ee ring   ( IJA P E) ,  vol.  8 ,  no.   2 ,   159 – 172 ,  2019 ,   doi :  10 . 11 591/i ja p e. v8 . i2 . p p159 - 172 .   [15]   Fati mazohra,   M. ,   Mokht ar,  B . ,   &a mp;  B enyoun es,   M. ,   “ Slid ing   mod e  p erf orm a nce  cont ro l   applied   to   a   DF IG   sys te m  for  a  wi nd  ene rgy   produ ct ion ,”   Inte rnat i onal  Journal   of  El e ct rica l  and   Computer  Engi n e ering  (IJ ECE ) ,  vol.   10 ,   no .   6 ,   pp .   6139 - 6152 ,  20 20 ,  doi :10. 11591 /i jece . v10i6 . pp6 139 - 6152 .   [16]   El - Sharka wy,   M .   M. ,   Att ia,  M.   A . ,   &  Abd el a zi z ,   A.   Y. ,   “ Enh anc e me nt   of  po wer  sys te m perf orma nc e  with   wind  far m   distur banc es ,”   In te rna ti onal Journal  o f   Applied Powe r  Engi ne ering  (I J AP E) ,  vo l.  8 ,   no.   2,   pp.   159 - 172,   2019 ,   doi :10. 115 91/i ja p e. v8 . i2 . pp 159 - 172 .   [17]   Maguiri ,   O.   E.,  Mous saif,   D.,  S mm a ,   E.  A.,  Abdelmaji d ,   F. ,   A khia t e,  A. ,   “ B acks te pping  non linear   cont ro l  to   ma ximiz e  ene rg y  ca p ture  in   a   v ari ab le  spee d   wi nd  turbi n e ,”   In t ernati onal   Jour nal  of   Elec tric al   and  Comput er   Engi ne ering  (I J ECE ) ,  vol .   9 ,   no .   6,   4758 ,  2019 ,   d oi: 10. 11591 /i j ece. v9i6 . pp4758 - 4 766 .   [18]   Roul,   R . ,   &  K uma r,  A. ,   “ Flui d - struct ure   inter ac t ion  of  wind   turbi ne   bla d e  using  four  diff ere nt   mater i al s:   nume ri ca l   inv est iga ti on ,”   Symme try ,  vo l.  12 ,   no.   9,   2020 ,   doi :  10 . 3390/sym12091467 .   [19]   Wa ng,   L.,  Quant ,   R. ,   &  Kolios,   A. ,   “ Fluid   structure  intera ct ion  mode lling  of  ho riz ont al - ax is  wind  turbi ne  b la des   base d  on  CF D  a nd  FEA ,”   Journ al  of   Wind   Enginee ring  and   Ind ustrial  A erody na mics ,  vol .   158 ,   p p.   11 - 25 ,  2016 ,  doi:   10 . 1016/j. j weia . 2016 . 09. 00 6 .   [20]   Mill er ,   W  Ch an g,   R.   Iss a ,   G.  C hen,   “ Review  of   com put er - a ide d   nume ri cal  simu la ti on   in  wind  e ner gy, ”   Re n ew.  Sustain.   Ene rgy   Re v . ,  Vol.     25 ,   p p.   122 — 134 ,  20 13 .   [21]   R.   L anzafame,  M.  Mess ina ,   “ H oriz ont al  axi s   wi nd  turbi n e  worki ng  at  m axi mu m  power  co eff i ci en t  con ti nuously , ”   Re new .   Ene rgy .,   vol.   35 ,   pp .   301 — 306 ,  2010 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   5 11   –   5 19   518   [22]   J.C.   Dai ,   Y.P.  H u,   D.S.  Li u,   X.  Long,   “ Aerodyn am i c  loads   calc u la ti on   and  ana ly sis  for  la rge   sca l e  wind  turb ine   base d  on  com b i ning  REM  modified  th eor y  with   dynam i c  stall  mo del, ”   R ene w ,   Ene rgy ,   vo l.   36 ,   pp.   1095 - 1104 ,  2011 .   [23]   J.R. P.   Vaz ,   J.T .   Pinho,  A . L   Ama ran te  Mesqui ta ,   “ An  ext ension   o f  BEM   m et hod   appl i ed   lo   hori z onta l - axi s   wind   turbi ne   design , ”   Re new .   Ene rgy ,   vol.   36 ,   pp .   1734 - 1740 ,  2011 .   [24]   E. P.N.  Duque ,   C . P.  van  Darn ,   S. C  Hughes,  “ Nav ie r  stokes  simu lations  of  the   NR EL   Combi n ed  e xper iment  phase   II  rotor , ”   AIA A - 99 - 0037,   pp .   14 3 - 153 ,  1999 .   [25]   G.  Xu,  LN.   San kar ,   “ Comput at i onal   study  of  ho riz ont al   ax is  win d  turbi nes, ”   J .   S ol. En ergy   Eng .   Vol.   122 ,  pp .   35 - 39 ,  2000 .   [26]   G.  Xu,  LN.   Sank ar,   “ Appli ca t ion  of  a  v iscous  flo w  me thodo logy  t o  the  NREL  ph a se  VI  rotor , ”   AI AA - 2002 - 0030,   pp.   84 - 93 ,  2002 .   [27]   Thum thae,  T .   C hit somboon,  “ O pti mal  angl e   of  at t ac k  or   untwist ed  bl ade   wind   tu rbine , ”   R ene w .  Ene rgy ,  vol .   34 ,   pp.   12 79 - 1284 ,  2009 .   [28]   J. - O.  Mo,   Y . - H.   L ee,   “ CF D  Inv esti gation   on   th e  ae rodyn am i c   cha ra cteri sti cs  o f  a   sm al l - size d   wind  turb ine  of   NREL  PH AS E  VI  oper a ti ng  wi t h  a   stall - reg ul ated  m et hod , ”   J .   Me ch.  Sc i.  Tech nol . ,   vol .   26 ,   no .   1 ,   pp .   81 — 92 ,  2012 .   [29]   Y.  li,  K. - J .   Paik ,   T .   Xing ,   P.M.   Carr i ca,  “ Dyn a mi c   over set   CF D  simul ations  o f  wind  turb ine   ae rodyna mi cs , ”  Rene w .   Ene rgy ,   vol.   37 ,   pp .   285 — 298 ,  2012 .   [30]   B.   Kruege r ,   S.   Kratz ,   T .   Th eop old  and  S.   Soter ,   "Wear  R educ t i on  Control   Me t hod  in  a   Bla d e  Pitc h  Sys te m   of  W ind  Turb ine s, "  2019  IEE E  2 8th  Inte rnationa l  Symposium  on  Industrial  El e c tronic s  (ISIE ),   Vanc ouver ,   BC,   Cana da ,   2019 ,   p p.   1107 - 1112 ,   d oi:   10 . 1109/ISIE . 2019. 8781106 .   [31]   Cive le k ,   Z. ,   “ Optim i za t ion  of   f uzz y  logi c   (T ak agi - Sugeno)  b lade  pi tc h  angle  cont roller  in  wi nd  turbi n es  by   gene t ic   al gor it h m ,”   Engi n ee ring   Scienc e   and   Tec hnology ,   an  In ter nati onal Journal ,  vo l.  23 ,   no.   1,   pp.   1 - 9 ,  2020 .   [32]   Iqba l,  A.,  Ying,   D.,   Sal ee m ,   A. ,   Haya t,  M.  A. ,   &   Mehmood,   K. ,   “ Eff icac ious  p it ch   angl e   control  of   var i abl e - spe ed   wind  turbi n e  usi ng  fuz zy   base d   p red ictive c on troller ,”   Ene rgy   Re p orts ,   vol.    6 ,   pp .   423 - 427 ,  2020 .   [33]   Yuhendri ,   M.,  Mus khir,   M. ,   &   T aa l i,  T . ,   “ A  n ovel  optimum   tip  spee d   r at io   co ntrol   o f  low  spe ed  wind   turb ine   gene ra tor  b ase d  on  type - 2   fuz zy   sys te m ,”   Bul l etin  of   E l ectric al   Engi ne ering  and   Informatic s ,  vo l.   8 ,   no.   4,   pp.   1189 - 1197 ,  201 9   [34]   Ngo,  Q.  V.,  Yi,   C. ,   &   Nguyen,  T.   T . ,   “ Th e  m ax im um  power   poi nt  tracki ng  b ase d - cont rol  sys tem   for  small - sca l e  wind  turbi ne   using  fuz zy  logi c ,”   Inte rnational   Jo urnal  of  Elec trical  and  Co mpute r  Engi nee ring   (I JE CE) ,  vol .   10 ,  no.   4 ,   pp .   3927 - 3935 ,  2020 ,   doi :  10. 11591/ij ece .v 10 i 4 . pp 3927 - 39 35 .   [35]   Ik  8Benbouhe nn i,   H. ,   “ A  com pa rison  study  bet w ee n  fu zz y  PWM   and  SV M  inve r te r  in   NS MC  cont rol  of  st at or   ac t ive   and  re acti ve  power  c ontrol of  a  DF IG  base d  wind  turbi n e  s ystem s ,”   Inte rna ti onal Journal  of   Appl i ed  Pow er  Engi ne ering  (I J AP E) ,  vo l.  8 ,   no.   1,   pp.   78 - 92 ,  20 19 ,   doi :  10 . 1159 1/i j ap e .v 8. i 1 . pp 78 - 92. .   [36]   Ahlem ,   C. ,   B enr et e m,  A.,  Dobre v,   I . ,   &   Barkati ,   B. ,   “ Compa r at i ve  study   of  two   cont ro l  str at eg i es  pr oporti on al  int egr al  and   fu z zy  logi c   for   the  con trol  of   a   do ubly  f ed   inducti on  gen erator   de dic a te d   to   a  win d  app li c ation , ”   Inte rnational   Jo urnal  of  Powe r  El e ct ronics  and   Dr iv e   Syste ms   ( IJP EDS ) ,  vol .   11 ,   no .   1 ,   263 - 274 ,   2020 ,   do i :   10. 11591/ i jpe ds. v11. i1. pp263 - 27 4 .   [37]   Nguyen,   T.  T . ,   Van - Duc,  P.,  Ba ch,  H.   D.,  Phan ,   T .   M . ,   &   Nguy en,  T .   T. ,   “ Opti ma l   power   gen e rat ion   for   wind - hydro - the rm al   s ystem   using  m et a - h eur isti c  a lg orit hms ,”   Int ernati onal  Journal   of  Elec tric al  and  Computer  Engi ne ering   ( I J ECE ) ,  vol .   10 .   n o.   5,   pp .   5123 - 5 130,   2020 ,   doi :  1 0. 11591/i j ece. v1 0i5. pp5123 - 513 0 .   [38]   Al - Gaba la wy ,   M .   A. ,   Hos ny,   N. S . ,   &   Hus sien, S.  A. ,   “ Cuckoo   se arc h  al gor it hm   b ase d  for   tunni ng   both  PI a nd   FO PID   cont roll e rs for  th e  DF IG - Wi nd  ene rgy   co nver sion system ,”   Int ernati o nal   J ournal  of El e ct ri cal   and   Computer  Engi n ee ring ( I JE C E) ,  vol.   10 ,   no .   6 ,   pp .   6319 - 6329 ,  20 20 ,   doi :  10 . 1159 1/i jece . v10i 6 . pp 6319 - 6329 .   [39]   Hass an,   S.,   Abd el m aj id a,   B . ,   Mourad,   Z.,  Aich a ,   S.,  &  Abdenn a ce ur,  B. ,   “ PSO - Bac kstepp ing  co ntrol ler  of  a  grid   conne c te d  DF IG  base d  wind   turb ine ,”   Int ernati on al  Journal   of  Elec tri cal   &  Comp ute r  Engi n ee rin g  ( IJE C E ) ,  vol.   10 ,   no .   1 ,   2020 ,   do i:   10 . 11591/ij ec e . v10i1 . pp856 - 867   .   [40]   Merz oug,   Y. ,   A bdel krim,  B . ,   &   La rbi ,   B. ,   “ Opt im al  place m ent   of  wind  turbi ne   in  a  rad ial  distribution  ne twork   using  PS O  me thod ,”   Int ernati on al  Journal  of  Po wer  El e ct ronics  and  Dr iv e  System s   (IJ PE DS) ,  v ol.   11 ,   no .   2,   pp.   1074 - 1081 ,   202 0,   doi :  10 . 11591 /i jpe ds . v11. i2 . pp 1074 - 1081 .   [41]   Fluent ,   A.  N .   S.   Y.  S.  Theory   gui de ,  2015 .   [42]   Mez aal ,   N.  A . ,   Os int sev,   K.   V.,  &  Alyukov ,   S.   V. ,   “ The  co mpu ta ti on al  flui d   dy nam i cs  per for m anc e   an al ysis  of   horiz ont al  axi s   wind  turbi n e ,”   I nte rnational   Jou rnal  of   Pow er  E le c tronic s  and   Dr iv e  S yste ms   (I JP EDS),   vol . 10 ,   no.   2 ,   2019 ,   doi :   10. 11591/ijpeds. v10. i2. pp1 072 - 1 080 .   [43]   Hansen,   M.   O. ,   Ae rodynamic s o f   wind turbines .   Routl edge ,  2015 .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   &  D ri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Eff ect  o f bla de pit ch angle  on  the a e rody nam ic  ch aract eri sti cs o f  a  tw ist ed bla de  …   ( R ajend r a Ro ul )   519   BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS         Rajend ra  Rou l   is c urre n tl y   pursuing  a   Ph.D.   deg ree   in the   d epa r t me nt   of civil e ng ine er ing  a t  the   Na ti ona l  Inst it ute of Te chnology Rourke l a, Odisha ,   Ind ia.  His  rese arc h   in te rest s inc lud e  flui d  me ch anics,   ae rodyn am i cs,   c omput ationa l  flu id  dyna mi cs,   flu i d - struct ure   inter a ction,   mode lling  and  si mul ation,   struc tu ral   ana lysis .   Ra j endr a  r ecei ved   h is MT ec h   from   t he  Nat iona l   Instit ute of Te ch nology  Rourke la i n  wa te r   resourc e  eng ineeri ng,   h avi ng  f lui d  mech ani cs  h is  cor e  do ma in   in   2 015. he  r ecei v ed a  Ba che lo r's de g ree   in  Me cha ni c al   Engi ne eri ng   fr om  GIET   Univer sity in  20 11.   He   has  a  goo d  command   of  b oth  c ivi l   and   mecha ni ca l   subje ct s   ma k ing  his   ca re er mul t idi sci pli nar y .   Cont act him at E - m ai l :  r a je ndra rou lni t@g ma il.c o m           Awadhesh  Ku mar   is a  pr of es so r  of ci vil en gi neer in g  at  t he Nat ion al   I ns ti tute o f  Tech no l ogy  R our kela,  Od is ha , In dia.   His curre nt r esea rc h  i nterests i n  the   areas  of  Fluid Mec ha nics & Fl uid iz at ion,  Aero dyna mics,  Water R eso ur ces  Engin eerin g.   He  publishe d  l ots  of p a pers in  a  well - re pu te d  j our nal a nd got a wards  for o utstand i ng  publica ti on s . H e is a me mb e r of  MIE (Ind ia ),   M I IChE , a nd L M I STE.   Con ta ct   him at  E - mail :   akumar @nitr kl.ac.in     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.