In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  Vo l .  1 0 , No .  2 , Ju n e  20 1 9 , p p .  1 0 7 2 ~ 1 080  ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 2.pp1072-1080          1072     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   The com putational fl u id dynam ics performance analysis o f  horizontal axis wind turbine       N a ji A bdullah   M ezaal 1 ,  O s i n t s e v  K .   V . 2 ,   A l yu ko v S . V. 3   1  M a st e r   i n   Heat and  P ow e r   E ngin eerin g, S o u t h  Ural St ate U n i v ersi ty, Russian  F ederati o n   2, 3   D e p a rtem en t o f  Heat  and  P ower En g in eerin g , So u t h  U ral St ate   U n i versity ,  Ru s s i an F ederati on      Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  No v   2 9 ,  2 018  Re vise d Mar   1,  201 9   Ac ce p t ed  M ar 1 2 ,  2 019      Com p uta t io na l   fl uid   d y n a mics  ( CF D)  s i m u l ations   w ere  p e rf o r m e d  i n  th e  pres ent   st ud y  us ing   A N S Y S   Flu e nt   1 8. 0 ,   a   c o m m e rcially  a vai l ab le  C F D   pack ag e,  t o   ch ara c t e rize  th e  b e h a vi ou r  of   t he  n ew  HAWT.   S tati c   t h ree- di mensional  C F D  simulation s   w ere  con d u c ted.   T he  s tat i c  t o rqu e   chara c t e ri stics   o f   t he  t urbin e   a nd  the  si mpli cit y   o f   desig n   h ig hli ght  its  sui t a b ili ty   f or  t he   G E  1 . 5x le   t u r bine .  The   ma j o r  fa c t o r   f or   g e n erat in g  th e  po wer  th roug h  th e  H A W T   i s  t h e  velo cit y   o f  air  a n d   t h e  positi on  of  t h e   b la de   ang l e  in   t he  HAW T  bl ade  assem b ly.  T h e  pap e r  p r e s ent s   t h e   e f f ect  o f   T h e   bl ade  is  4 3 . 2  m  length  a nd  s t a r t s  wi th  a   c ylind r i cal  s hape  a t   t h e   r oot  then  tran siti ons   t o  t h e  airf oils  S 818,  S 82 5  and   S 8 26  f o r  the  ro ot,   b od y  and   t i p  resp ectiv ely .   T h i s  bl ade  als o   h as   p it ch  t o   v a ry  a s  a  f u nct i on   o f   radiu s ,   g i ving   it   a   t wis t   a n d   t h e   p i t ch   a ng le  a t  t h e  bl ade  t i p   i s   4   d egrees .  T his  b l ad e  was   created   t o  be  s i m ilar  i n   size  t o   a   G E  1. 5 x l e   t urbin e   b y  Cornel l   U nive rs ity .   I n   addition,  n ote  that  t o  represent   t h e  bl ade  bei ng  connect ed  t o  a   h u b ,  th e  blad e   roo t   i s   offset  f ro m   th e  axi s   o f   rotati on  by   1   m et er.  T h e  hu b  i s   not  i n c lud e d  in  ou r  m odel.   T h e   e xp eri m ent a l  an al ys is   o f   GE  1 . 5xle  t u rbin e,   s o   t h a t  p o s s ib le   th e  result  of   C FD   a naly sis  can  b e  co m p ared  w it h  th eoret i cal  cal culations.   CF D  wo rk ben c h  of  A NS YS   i s  us e d   t o   carry  out   t he  v i r tu e   sim u l a ti on   a nd   te st in g.   T he   s o f twa r e   ge ne ra ted  te st  r e s ul ts  a re   v a l ida t e d   t h r o ug h  th e   experiment al  r eadings.  T h rough  thi s   obtainabl e  resul t   w ill  be  i n  the  m eans   o f   m a xim u m con s tant  po w er g enerati o n   f r o m  H A W T. K eyw ord s :   A i rfo i l s  (S 818, S 825,  S 826)  CF D   Ho ri z ont a l  a xi s W i nd  Tu r b i n e    Mo de l l i n g a nd  S i m u lat i o n   Power   coefficient (Cp)  W T _P erf anal ysis   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   N a ji A b d u lla h  M e zaa l,   Mas t er  i n  H e a t   a nd  P o w e r   En gi nee r i n g ,   Al W ihda, Baghda d ,  10075,  Ir aq.  Em ail:  naj i . a l l a m ee@ gma i l. co m       1.   I N TR OD U C TI O N    The   foc u s  o n   R e n e w ab le  E n e rgy  Re sour ce s  has   i n cre a se d  s i g n i f i c a nt l y   i n  the   rec e n t   y ea rs  i n  t h e  w a ke  of  grow i ng e n vi r onm en ta l   p o ll ut ion,  r isi ng e n erg y  de m a nd a nd  d e p le t i ng   f o s si l   fu e l  re s ou rce s . Di f f e re nt  source s  o f   r e n e w able  e ne rg y   i n cl u d e  bi om a s s,   s ol ar ,  geo t herm al,   h y d ro ele c tr ic,  an d  w i n d .  A m ong   t hese   resour ces,   the   w i n d   t urne d  o u t   t o  be  a   c hea p e r   a lterna t i v e  e n er g y   r e s our ce ,   and,  t her e fore ,  exte nsi v e  re sear ch   efforts  were  m ade  to  i m p rove  t he   t e c hn ol og y   o f   e l ect ri city   g e n e ra tio n  b y   w in d.  T he  w orld  h a s   e nor mous  po te nt i a l   o f   w i nd  e n ergy  tha t   can  b e  u t ilize d   f or  e lec t r i c i t y   g ener a t i on.   C u r r e ntly,   l a rge  sca l e   H A W Ts  a re   not   ec onom ica lly   a tt r a c t i v e ;   h o w e v er,   the y   o ffer   e ne rgy   s o l u tio ns  f or  r em ot e   pl ac es  a w a y  from   th e  m a in   di stri b u t i on  l i n e s  a nd  p l a ces  w he re  l a r ge  w ind  farm s  ca nn ot   b e   i n sta lle d  due   t o  en vir o n m e n t a l  c o nce r ns  a n d   sma l l  sca l e   di s p e r sed  gene ra ti on  u n i t s  are   pr efe rre d.  I n  th is  p ap e r ,  th e  bl ad e  wa s  c r e a t ed  t o   b e   s i m il a r   i n   si ze  to  a G E 1. 5x le tur bi ne  t ha t   us ed  t o   va l i da te t he  C F D  resul t s ,   w he re th e  e x p e r im enta l da t a  of G E  1. 5 x l e   t u rb ine   ca n  be  c ompa red  w i th  t he ore t ic a l   c a l c u l a t i o n s  a n d   CF D   a n a l ys is  of  t h i s  pape r.  I n  the  fol l o w i ng  sec t i ons  w e   w ill  sh ow   t he p ur p o se  of  t h is  p a p er.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Th e co mp ut atio nal   f l u i d  dyna m i cs p e rfo r m a n c e a nal y s i s   o f   h o r i z ont al  a x is w i n d   …  ( N aj i Ab du ll a h   Me za al )   1 073 Th is  s t u d y   c o n s i de r s   t he   d e f or m a ti o n   due   t o  a e r o d y n a m ic  l oa di n g   o f  a  w i nd  tu rbin e   bl a d e  by   pe r f or m i ng  a   s t ead y- sta t e   1- w a y  F S I   (F luid- S tr uct u r e   I nte r ac t i o n )   a n a l y si s.  T hi s  st udy  u s es  ANS Y S   F l u ent  18. 0  to  d eve l o p   t he  a e r od y n a m ics  l o a d i n g  o n   t he  b la de.   T h e  bl a d e  is  43. 2   me t e r s   l o n g,   t he   b la de  i s  m a de   o u t   of  a n  or t h ot r o p i c   c o mp os it e   m a ter i a l ,   i t  has a   var y i n g  t h ic k n e s s and  i t   h as a  spar   ins i d e  t he   b la de  f or   s t r uc tur a l   r i g i d i t y .   The s e  spe c s,   w hich  a r e   i mpor ta nt  f or   t he   F EA   s imula t i on .  T h e   ma i n   obj ect i v e  of  t h i s  p a p e r  i s   t o   an al yze   t h e  fl o w   f i e ld   a ro un d   t h e  ho ri zo nt al   a xi s  wi nd   t u r b i n e   b y   n u m e r i c a lly   s ol vin g   t h e   g ov ernin g   e quat i on s  u s i n g   a  f i nit e - v ol um e  m e th o d   a nd   R e y n o l ds’ s   A ver a ge d  N a vier - S toke s  ( R A N S )   a ppr o a c h   [ 3] .   U p str e a m   a nd  d o w n str e am   w ake   v is ual i za ti o n   i n  ter m s  of  x ,   y  a nd  z -   ve loc i t i es  a re   i n  t h e  sc o p e  o f   t he  p a p er.   Also,  t a n g e n t i a l   v elo c i ty  a t  t h e   t i p  o f   t he  b la de   w i l l  be   p lo tte d  an d  co mp are d   w it h  t h eo ret i ca l   re su lt s.  T h e   o t h er  o bj e c tiv e   o f   t h e   p a p er   w or ks  i s  t o   d e t er m i ne  t he  e ff ic ien c y  an d   pow e r   e xtr a c t e d   by  w i nd  tur b i n e s   [ 4] .   The   pr ojec t  is  s tr uct u r e d  as  f o ll o w s :   a.   Mo de l l i ng  the   one - t h i r d   o f  th e  w i n d   tur b i n e   r o t o r   by   m e a n s   o f  1 20 o   p e r i odic ity.  S e lec t   t he   g eom e try  o f   the  b l a d e  sh a p e  by   B loc k  Ele m e nt M od ifier  (BEM) de s i g n i ng tec h n iq ue s.   b.   C r ea t e  t h e  3 -D mo d el  of   t h e b l a d e p r o f i l e  a nd b l ad e   fo r t h e si m u l atio n   in  S OLID - W ORK.  c.   Cr e a te  c om pu t a ti o n al  d om ai n   f o r   f l ow   f ie l d   a nal y s i s  an d  ge ner a t e   hi gh   q ual i t y   me sh .     d.   Cre a te  t he  ca v ity  m ode l   for  t h e   c a vity  a na lys i s for   t h e  C F D a n a l y s i s  an d  si m u la ti on.   e.   Ca lcu l a t e   the  p o w e r  extrac te d   by  t h e   t u rb i n e.   f.   C o mpa r is on  o f   t he   s of tw a r e  sim u lat i o n  d a ta  a nd  t h e o r e t i cal   calc ul a t i ons  o f   G E   1 . 5xle  tur b i n e.   g.   V a lida t i on  of   t he  r esul t  w i l l   b e  done.   I n   t h i s  se c t ion   of   t he  s t u dy,   t he  b lade   g e o me t r y  i s   i mp or t e d,   a   m e s h  i s   c rea t e d   a rou nd  t h e  b l ad e  and  the  f l ue n t   s o l v e r   is  t he n  use d   t o  f i n d   t he   a e r od yna mics  l oa di ng   o n  the   b l ade ,   t he   f lu id  s tre a m line s   a nd  t h e   tor que   g e n er at ed.   We  w i l l  us e  a i r   a t   s tan d a r d  c o n d i t i on s  ( 15- de gr e e   C e l s i us) .   I ts  d e n sit y   i s  1. 22 5  k g / m 3  a n d   it s  v i sc os it y  i s   1 . 789 4e - 0 5  k g /   ( m *s) .   U sing  pe r i o d i c i ty,   w e   w i ll   s i m u l at e   t h e   fl o w   a r o un d   on e  bl a d e   and  e x t r a p o l a t e  t h e   sol u ti on  t o   t w o   m or e  b l a d es  i n  or der   t o   v isu a l i ze  t h e  res ults f o r  a 3 -b lad e  ro t o r .  A n a l y s i s  o f   t h e   b l a d e   i n  t h e  a n a l y t i c a l   m o d e  g i v e s  u s e f u l   r e s u l t s   o f  th e  first  p a ss  a bo ut  s tresses  an d  m o m e nts  tha t   a re  u seful  in  d eter mi ni n g   t h e   b as ic  r eq uir e me nt s  f or   s t r eng t h  a n d  m a t e r i a l s.   T h i s  t y pe  o f   a n al y t i c al  a n a ly sis,  t hou gh   u seful,  i s  i n suf f icie n t   t o  pr o p erly   e val u ate  the  fu ll   w i nd  tu r b in e   bla d e .   A c cor d i n gl y,   w e   so ug h t   t o   use  f i n i t e   e le m e nt  a na l y s i s   to   m or e  a cc ur atel y  c a p t ure  the   loa d s   a n d  st r e sses  ge ner a t e d   o n   t he  bla de  ge o m e tr y  by   p a r ti c u la r   l o a d i n g sce n a r ios . This  co m put a tio na l me t h o d  a ll ows for   m u ch   gr eater   f le x i b i l i t y   i n  tes tin g  ou t  v a r i o u s  lo a d s  a n d  b l a d e   geom etr i es,   a l l o w i ng  for   an  i ter a tive   a ppr oa c h   t o   de ve l o p i ng  o u r   tur b ine   bla d e.   F i r st,   w e   b ega n   b y  se l e ct i ng  our   ai rfoil s .  We   d e c i d e d   t o   u s e  t h e  NR E L   S-s e ri e s   of  a ir f o il  as  de s cr ibe d   i n  ( M a l colm  a n d  H a n s e n 2 0 0 6 ) .  The s e  a ir fo i l s are   in  ge n era l  s ome w hat th ick e r th an t he  ty pes  t y p i ca l l y  seen o n  a i r p l a n e s  due  t o str u c t ur al  c o n cer ns,   a nd  a r e lar g e l y   inse ns iti ve to  r o u g h n ess.  A s  suc h ,  the y   a re  we l l  suite d  for  tur b in e   blade s .   F i g u r e   1  shows tur b i n e   b l a de  a ir f o il s  (S 818,   S 825,   S 826) .             F i gur e  1.   T ur bine   b la de   a i r f o ils  ( S 818,   S 82 5,   S 826)       Th e   b e gi nni ng  o f   t h e   b l a d e   i s  t h e  c i r c ul a r   h ub   s e c t i on .  Th is   c i r c u l a r   r oot   t r a ns it io ns  i nt o  t h e  S 8 1 8   a i r f o i l ,   w hic h   t hen   tr a n si t i o n s   t o   t he   S 82 5  a i r f oi l ,   w h i ch   t h e n   t r a ns it ion s   i nto  t h e   S 8 26   a ir f o i l   u se d  a t   t he  t i p .   A ll  ge o m e t r y   o f  t h e  bl a d e,   i ncl u din g   t he   l eng t h  of  t he  t w i st,   s pan   a n d   ch or d,   w as  d eter m i ne d  usi n g  th e   WT _Per f a n aly s i s   a n d  c an  b e se en be l o w  i n Ta b l e   2  [1-2].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   107 2 –  1 0 80  1 074 Tab l e  1. Tur bine  bla de  ge o m e try   Re lm   ( % s pa n)  S pa n  ( m )  T w i s t  (d e g )  C hord  (%  s pa n)   C hord  ( m )  A i rf oil   0. 075   3 . 0937 5   42   0 . 0614 0   2 . 5328   S818   0. 125   5 . 1562 5   32   0 . 0682 6   2 . 8157   0. 175   7 . 2187 5   23   0 . 0745 2   3 . 0740   0. 225   9 . 2812 5   15   0 . 0778 2   3 . 2101   0. 275   11. 343 75   11. 5   0. 0754 3   3 . 1115   0. 325   13. 406 25   8 . 2   0 . 0718 8   2 . 9651   0. 375   15. 468 75   7   0 . 0683 2   2 . 8182   0. 425   17. 531 25   6   0 . 0647 9   2 . 6726   0. 475   19. 593 75   5   0 . 0612 6   2 . 5270   S825   0. 525   21. 656 25   4   0 . 0577 1   2 . 3805   0. 575   23. 718 75   4 . 1 5   0. 0541 5   2 . 2337   0. 625   25. 781 25   3 . 8 5   0. 0506 2   2 . 0881   0. 675   27. 843 75   3 . 2 5   0. 0470 7   1 . 9416   0. 725   29. 906 25   2 . 7 5   0. 0436 0   1 . 7985   0. 775   31. 968 75   1 . 2 5   0. 0402 4   1 . 6599   0. 825   34. 031 25   0 . 7 5   0. 0370 4   1 . 5279   0. 875   36. 093 75   0 . 5 5   0. 0338 5   1 . 3963   S826   0. 925   38. 156 25   0 . 8 5   0. 0306 6   1 . 2647   0. 975   40. 218 75   0 . 0 5   0. 0274 7   1 . 1331   1  41. 25   0   0 . 0242 4   1      Wit h   t he  g iv en  ge o me try of  t h e  b lade , w e st a r te the  proc e ss of  cre a t i n g t h e  bl a d e for our  F EA  m odel .   A ltho u gh  w e   c an  s imu l a t e   an d  ana l yz e  t h e  ful l   w in g  us i ng  A N S Y S ,  s o   w e  d e c i d e d   t o  m o d e l  t h e  b l a d e   u s i n g   the  So li d W or k s   C AD  packa g e  i n st e a d .  B e c a use  we   c a n   i m p ort  ge o m e try  direc t l y   f r o m  S o l i d W or ks  t o   ANSYS, this  s eem ed  t o be  t h e  m ost   effec t i v e  way  t o   m a n age   the  c re at i o n  of t he  b lade  [ 1-2] .      2.   MATHE M A T ICAL MODEL    Th e  tu rb ul e n t   wi nd   f lo ws   t oward s   t h e   n ega t i v e  z - d i re ct ion   at   1 2   m /s,   w h ic h  is  a   t y p i c a l   r ate d   w i n d   sp e e d   fo r  a  tu rb in e   th i s   s i z e .   T hi s  i n c o ming   f lo w  assu me d   to   m a ke   t he   b la de   r ota t e   a t   a n  a ngu la r  ve loc i ty  o f  - 2.22   r a d / s   a b o ut   t he  z - a xis (t he  b la de   i s   t h u s   s p i nn i ng  c l o c kw i se   w he n  lo ok ing   a t   i t  fro m   t he   f ro nt,  l i k e  m o st   r e a l   w i n d   t u r b i n e s ) .  T h e   t i p  s p e e d  r a t i o   ( T S R )  ( t h e   r a t i o   o f   t h e  bl ade   ti p   ve loc i ty  t o   the   i n c o m i ng   w i n d   v e l o c i t y )   i s  t h e r e f o r e   e q u a l   t o  8  w h i c h   i s   a   r e a s o n a b l e  v a l u e  f or  a   l a r ge  w i n d  t u rb in e.   N ote  tha t   t o  re prese n t   t h e  bl ad e   b e in g   co nn e c t e d  t o   a   hub , t h e  b l ad e   roo t   i s  offset   f r o m   t h e   a x i s  of   r ot at io n  by   1   m e t e r .  Th e   hu b   i s   no t i n cl u d e d  in   our  m odel.    2.1.   Go ve rn in g eq u a t i on s  The   g over n i n g   eq ua ti o n s  are   t h e  c o nt i n u i t y   a nd  N a v i er- S toke s  e q ua tio ns.  The s e  e q u a tio ns  a re   w r itte n  i n   a   f ra me   o f  re fere nce   rotat i ng  w i t h   t he   b l a de.   T h i s   h as  t he  a dva nt a g e  of  m ak in g  o u r  simu lat i on  n o t   requ ire   a  m o v i n g   m esh  t o   a c c ou n t   f or  t he   r ota t i o n  o f   t h e   b la de   [ 5 ].  T h e   e qu a t ion s   t h a t   we   w ill   u se  l ook   as  f ol lows:   Conse r vat i on o f   m a s s:          0                 ( 1 )     Conse r vat i on o f   M om en t u m   (N a v ier-S toke s):               2                          ₸                                                    ( 2 )     W h ere;  v r   i s   t he  r elat ive   ve l o c i t y   ( the ve loc i t y   v i e w e d from   the  movi n g  f ram e ) and    ϖ  i s   t he a n gula r  ve l oc i t y  [5].   N o t e   t he   a d d iti ona l  term s  for  the  Cor i o l is  f o r ce   ( 2ϖ  ×   v r )   a n d   t h e   c e n t r i p e t a l  a c c e l e r a t i o n   ( ϖ  ×  ϖ  ×  r )   i n   the N a v i er- S to kes e q uat i o n s.  In F l uen t , w e'l l   turn o n t h e ad di t io na l t e rm s for a movin g  f r a m e  of   reference and  in put  ϖ =-2.2 2   r ad/sec .  Im portant :  We  u se   t h e   R ey n o l d s  A v e r age d   f o r m  o f   c o n t i n u i t y  a n d   m o m e n t u m  a n d  u s e   the S S T  k-om e g a  tur b u l e n ce  mode l t o  c lose  t he e q u a t i o n  set [6]- [ 7 ] .     2.2.   B o un da ry   c o n di ti o n s   We  m ode l   o n l y  1/ 3 o f   t he  ful l dom ai n us i n g   per i odic i ty a ssum p t i on s:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Th e co mp ut atio nal   f l u i d  dyna m i cs p e rfo r m a n c e a nal y s i s   o f   h o r i z ont al  a x is w i n d   …  ( N aj i Ab du ll a h   Me za al )   1 075     F i g u r e   2  sho ws p er i o d i city  assu mp tio n s.           F i gur e   2.   P er io di c i t y   a ss ump t i ons           This  t her e for e   p r oves  that  t he   v e l ocit y  distr i but ion  at  t he ta  o f  0  a nd  12 0  de gr ee s  a r e  the  sam e .   I f   w e   de not e   theta _1  to  r epr e sent  one   o f  the  per i odic  boundar i es  f or   the  1/ 3  dom ain  a nd  theta- 2  be i ng  the  ot he r   bounda r y ,   t h e n            ,  ,           Th e bo und a r y   c o ndi ti o n s o n   th e   fl ui d   do ma in   a re a s   f o ll o w :   Inle t: Ve loc i t y   o f  12  m/s  wit h   t urb u l en t   in te ns ity  o f  5 %   a nd  tu r b u l e n t  vi sc os ity   r ati o   o f  1 0 ,   Out l et : P r essure  of  1 a t m ,   B la de: No- s l i p ,  Si de  B ou n d ar ies :   P er io di c [3 ].    2. 3.   Nu meri ca l solu tio n pro ced u r e  i n   ANSY S   F L U E N T   c on ve r t s  t h ese  d i f f er ent i a l   e qu a tio ns  i n t o  a   se t   of   a l g e b r a i c   eq u a ti on s .   I nvert i n g  th e s e  a l ge br aic   e qua tio ns  g ive s   t he   v al ue  o f  ( u,  v,  w ,   p,   k ,   and  om ega )   a t   t he  c e l l   cen te rs.  Every t h i ng   e lse   is  d e r ive d   f r o m  t h e   c e l l  centr e s   v a l ues   ( pos t - pr oce s si ng) .   I n   our   m esh,   w e ' l l   h a ve  a ro und   1 0000 ,0 00   c ell s .  Th e  t o t a l  num ber   of  u nk now ns  a nd  he n ce  algebr a i c  e q uat i ons  i s:     10,00 0 , 0 0 0 6 6 0      Th is  h u g e  se t  of  a l g e b r a i c   e qua t i o n s  i s   i nve r t ed  t hr ou g h   a n  ite r a tive   pr oc ess.   T he  m atr i x  to  b e   inv e r t e d  is hu ge  b u t  s p a rse. In   F L UENT, we  will   u se th e  p res s u r e- ba se d  sol v er .       2. 4.   Han d - c alcu lat i on s  of   e xp ec ted   re su lt s  A c cor d i n g to  t he  s pec i f i c a t i on  shee t  o f  the   t ur b i ne  G E 1. 5 xle  w i n d ,   one  s imple  han d - c al cula t i o n  t ha t  w e   c a n  do  n o w   be f o r e   e ve n   star t i n g   o ur   s im u l a tio n  i s   t o  f i n d   t he or e tic a l   w i n d  ve loc i t y   a t  t h e  ti p.  W e   ca n   t h en   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   107 2 –  1 0 80  1 076 later  c o m p ar e  our   a nsw e r  w i th  w ha t  we  g et  from  our  s i m u lation  t o  ver i fy   t ha t   the y   a gree . The   v e l oc ity   ( v),   on   the b l a d e   sh ou l d  fo l low t h e  fo rm ula:        ∙   ⍵                 ( 3 )     Pl u ggi ng   i n   ou r  a n g u l a r  v e lo cit y   o f   2 . 22   r a d /s  a nd   u si ng  th e   bl a d e  len g t h   o f  4 3 .2  m eters  p l us  1   m eter   t o   ac cou n t  for  th e  dis tance   from  the r o ot   t o  t h e hu b,  w e   get 44. 2  m.     v= 2 . 22  ꞏ 4 4 . 2     = 98. 12 m / s     A d d i t i ona l l y ,   by  usin g  t h e  sim p l e   o ne-di m ensi ona l  mo m e ntum   t he o r y ,  we   c a n   e sti m ate  t h e   p o w e r  c o eff i ci ent   wh ich   i s   t h e   f ra ct io n  of   h a r n e ss e d   p o w e r   t o  tot a l   p o w e r  i n   t h e   w i n d  f o r   t h e  g i v e n  t u r b i n e  s w e p t   are a . This a n a l ysis use s  t h e fo l l ow i n g a s sum p t i on s:    a.   The  fl ow  is ste a dy, hom o g e n ous a nd i n c o m p ressi ble .   b.   There   is no  fric ti o n al dr a g.  c.   There   is a n in fi ni t e  n um ber  of bla de s.   d.   There   is un i for m  thrust  ove r the   di sc or   rotor  are a .  e.   The  w a ke  i s no n-rota ti n g .  f.   The  s t a tic  p r e ssure  f ar  u p s trea m   and  d o w n s t rea m   o f   the   ro tor  is   e qu a l   t o  th e  und is tur b ed     am bien t pre ssu r e .   A c cordi n g  to  t hi s  b l a d e  is  m ea nt  t o  rese mb le  G E  1.5  xl e   w i n d   t u rb i n e  b l ade   [8].   T he  s peci fica t i on   shee t  of  t h i s  tu rbi n e  s t at es  t he   r a t ed   p ower  o f  t h is  t ur b i ne   t o   b e   1. 5 M W,  t he  r ate d   w in d  spe e d   t o   be   1 1 . 5  m / s   and  the   rot o r  dia m e t er  t o  be  8 2 . 5 m .   A  pow e a nd pow er  c oe ffic i e nt  [ 9 ]  i s   th en   d ef i n ed   a s :      ∙               ( 4 )        .                   ( 5 )      , .   ∙   .  ∙    . ∙   . =0 .3    The   r e su lti ng  p o w e r  coe f fic i e n t  of  0 .3  i t   i s   v e r y  rea s ona ble.   W e   w i l l   c o m p a r e  i t   t o  p o w e r  c o e f f i c i e n t   ob ta ine d  from  the s i m u l a tio n  i n   t he  V e r ifi cat io n a n d C o n c l u si on  section.      2.5.   B e tz  e quation  a nd  criteri on   The   Be tz  E qua ti o n   d e a ls  w it h   the   w i nd  spe e d   upstre a m     a nd  the  d o w n s t rea m     w ind  spee d  of  t h e   tur b ine .   T he  v alue  o f  the   Be tz   l imit  s u g g es ts  t ha t   a  w i nd  tur b i n e   c an   b e  e x t r ac t e d   a t   m o s t   59 .3   p erc e n t   o f  ene r g y  in a n  u nd ist u rbe d  w i n d spee d strea m   [ 11],   it c a n be  def i ne d a s :      B e tz coeffi c i ent= =    =0 .5 925 93= 5 9 . 3%     Lanc hester –B e t z– Jo u kow s k y   lim it  [ 1 0]   s h o w s   t h a t  t h e   ac t u al   t urb i n e  c a n no t  e x trac t  mo re   t ha n  5 9 .3%   of  t he  pow er  in an  u n d ist u rbe d   t u b e of a ir  o f  the   sam e   a s show n  in  F ig ure   3  [4- 1 1].       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Th e co mp ut atio nal   f l u i d  dyna m i cs p e rfo r m a n c e a nal y s i s   o f   h o r i z ont al  a x is w i n d   …  ( N aj i Ab du ll a h   Me za al )   1 077     F i gur e  3.   C o n tr ol  v o l um e  f o r   t h e  idea l i ze d   ac t u a t or -dis k ana l y s is       2. 6.   Po we r c o eff i c i ent   The  p o w e r   ge ner a te d  by   t he   k ine tic  e ner g y  of  a   f r e e   f l o w in g  w i n d  s t r e am   i s  s how n  i n   t he  F ig ur e   3,   whe r e  is   d e f in ed  a s   t h e   ra tio   o f  the   p o we r  extrac ted   by   t he   w in d  t u r b in e  r e la ti ve  t o  th e  e n e r g y   a vai l a b l e   i n  t h e   wind   s tr eam.  P o wer  co efficien t  (C p) ,   r e pr e s ente d as  e x t r a c t e d  p ow e r   o ve r   the   to ta l  p o w e r ,  it   ca n  be   e xp r e ssed  by  the   i n d u c t io n   fa ct or   ( a)  a s:    4  1                ( 6 )     Wher e   ( a )   i s   I n duc t i on  fa c t or ,   t he  f r a c t i ona l  d ecr ease   in  w i n d  ve l o c ity  b e t w e e n  t he  f r e e s t r e am  a n d   r ot o r   p la ne   c a n  be   e xpr ess e d  i n   t er m s   o f  an  a xia l   i n duc t i o n   f a c t or ,   a:                      ( 7 )     Where,  V  is th e  veloc i ty  a t th e   disk  a nd  it  i s   d efi n ed  b y :                     ( 8 )       a nd   a r e  f r e e   s t r e a m  a n d   d o w n s t r e a m   v e l o c i t i e s  r e s p e c t i v e l y .  T h e  a m ou nt  o f  a x ia l  in d u c t i on  fa ct o r   de t e r m ine s   t he  a m ount  o f  pow e r   e xtr a c t e d   b y   tur b ine  [ 4 ] .       3.   RESEARCH METHOD   3. 1.   Geo m etry   a nd  mesh   g e nera tio n   I n   t he  f ollow i ng  section,   w e   w i ll  cr e a te  our   g e o me t r y  and  th e   b lade  volume   fr om   t he  f luid  g e o me tr y  as  shown  i n   F igure   4.   A s  we  m e n tioned  in  boundar y   c ondition  pa rt  a s  show ed  i n  F i gur e   2    pe r i odi c i t y   a ssumptions.   G r id  g e n er a t ion  is  o f t e n   c onsider ed  a s  the  m o st  t i m e  consuming  par t   o f   C F D   sim u l a t i on.   W e   star t  of f  by  na ming  var i ous  f ac es  o f  our   g eom e tr y  for   later   use   in  F L U E N T   a nd  to  m ake  sur f a c e   body  r e fer e ncing  m u ch  e asier   w h e n   c r eating  our   m esh  as  s how n  in  F igur e   5.   A f t e r   seve ral  a t te mpts to  m e sh  t he  g eom e try  we  ha ve  b ee n  obtained  on  t h is  good  num ber   of  m esh,   our   g eom e tr y   ha s  a  hi gh  quali ty  m esh  ar ound  10884336  e l e m e n ts  a s  show n  i n   F igur e   6,   t his  is  c onsi d e r ing  a   ver y   f ine  enough  to  obta i n  a  suf f iciently  a c c ur a t e  soluti on.   W e   ar e   applyi ng  spe c ifying  some   g lob a l  me sh  s e t t i ngs  which  m e a n s  tha t   t he se   s etti ngs  w ill  be  a ppl ie d  to  t he  w hol e   m e sh  a lt oge t h e r .   A f ter   applyin g   c ontr o l s   t o  t h e   w hole  me sh,   w e  now   a pply  m e sh  s ett i ngs  to  s pe cific  ar e a s  of   our   g eom e tr y.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    1 0 72   –   1 080  1 078    F i gur e  4.   Wi nd   t ur b i ne  b la de  G e o me tr y   F i gur e   5 .  F i na l  F l uid  d o m a i n   w it h  va r i ous  f a ces    of  g e o m e tr y           F i gur e   6.   M esh   ge ome t r y   g e n e r ati on  w i th  n u m ber   of  m esh  elem en ts  in   A N SY S F l u en t      4.   RESU L T S  A ND ANALY S IS  4. 1.   B l ad e  vel o c i t y   In  C F D -P ost  for  t h e  nume r ic al  r e s u l ts.  We   w il l  e n ab le  t he   v isua l i za ti o n   o f  a   f u ll  3-b l a d e  ro tor  as   show n  in  F i g ur e  7.   F ir st ,   a  ha nd- c a l cu la ti o n   i s  di d  ba se d  o n   th e  c l a s si c a l   a er odyna mic   t h eor y   i n  or de r   to  f i n d   the   the o re tic a l   w i n d   ve l o ci t y   a t  t h e  t i p.   T hi s  da ta  i s   c o mp a r in g  w i t h   t he   v a l u e   o f   t h e  vel o c i t y   o b t a i n e d  by   A N S Y S .   F i gur e 7  a n d   i l l us tr a t e   tha t   t he   l oca l  w i n d  t u r b i n e  bl a d e  ve loc i ty  i ncr e ases w ith  r adi u s be ca use   of  t he  r o t a t i o n   o f  t h e  bla d es.   The   ve loc i t y   o f   t h e  t i p ,   w h ich  is  t he   h ig he st   v el o c it y ,   i t   i s   a roun d  9 8 . 14   / ,  the  same   va lue   a s   e qua t i on.         F i gur e  7.   B la d e   v eloc i t y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Th e   c o mp ut ati o nal  f l ui d   dy nami c s  p e rf o r m a n c e  a nal y s i s  o f  h o r i z o n t a l  a x i s   w i n d   …  (N aj i Ab du lla h   Me za al )  1 079 4.2.   V e loc i ty  s t rea m line s   Win d   v e l oc i t y   stre am l i ne   s h o w s   t he   v e l oci t y   o f   t he   f l u id  d oma i n   a ro un d  the   thre e  w i nd   t ur b i n e   bla d es,   see   F i gure   8  show s  v i sua l ize   t h e  flo w  a round t h e  tur b i n e   us i ng v e loc i ty s trea mline s :           F i gur e 8.  Bla d e   v eloc i t y   s trea mline s       N o te   t ha t  the   l e ge n d   b a r   i n  the   a b ove  p i c tu r e   p r e sents  a  col o r  gr ad uat i o n   from  bl ue,  w h ic h  is  t he  low e s t   v e l oc ity ,  unt i l   r e d .  Inle t  sec t i o n  ( )  ha s  ye l l ow   c olor  s o  it  is  12  / ,   as  it  w a s  m e ntione d  e a rlier .   T he   col o r  bl ue  i n  the  stre am li ne s   me ans  that  w he n  the   airflo w   p a s se s  the  blade s   ( )  so  i t  is  10  m / s,  it  su ffer s   a   slow i ng  dow n  a nd  th e  ve loc i t y   d e c re ases.   C l ear l y ,   a n   a cc el era t i on  of  t he   f l o w   a r o u n d   t he   w ake   is  r epr e sente d   by re d c o l o r . A l l   t he se  fea t u re s  ma tch the   m a ss conse r va t i o n   an d  mom e nt u m  theory.       5.   VERIFI CA T I ON  F r om  t he   F ig u r e  8  and  b y   a p p l y in g  (6)  to  ( 8)  f or  o b t a i ni n g   t he   ef fi ci ency   ( C p )  of   t h e   t u r bi n e s  i s   t h e   implem e n ta t i o n   o f  the   A c tu ator  D isk  The o r y .  Fre e   s tre a m  veloc i t y    a nd  d o w n s t r e a m   v eloci t y   ,   ar e  ob ta ine d  from  CFD   a nd (6)   to ( 8) w ill a g a i n re sul t  the  p ow e r   c o e ffic i e n t  (Cp)  is 0. 2 9 8.   The   va lue  o f   t he  v e l o c ity  obt a i ne d  b y   A N S Y S   F igure  7   illu strate   t h a t   t h e  l o c a l   wi n d   t u rb i n e  bl ad e  vel o c i t y   i nc rea s e s   w i t h  ra diu s   b ec ause  o f  t h e  r o t a tio n  o f   t he  b la des.   T h e   v el oci t y  of  t he   tip,   w h i c h  i s   t he  hi ghe s t   v el oc it y,  it  is  a r oun d  98.1 4   / ,  the   sam e   v alue  a s  (3).  T he  T orque  i s  a  forc e  t h at  t urns  o r  ro ta te s  t h e   w i n d   t ur bine   a nd   i t  is   e q u a l   t o  the   forc e  m u lti pl ie d  b y   d is ta nc e.   T h i s   m eans  t h at   s o   lo n g er  b l a des  a r e,   m o r e  t o rq u e   can   g enera t e.  T h e   v alue   t h a t   we  h a v e   b e en   obt ai n e d  f r o m   our  C F D   a na l y sis  for   one  b la de   i s  421 9 1 0   n.m .   a nd  b y   a pp l y in g  (4)   w e   h a v e  p o w e r   i s   9 3 6 . 6 4   kW.  N o w   w e   c a n  c o m p a r e  t h e  C F D  r e s u l t s  a n d   ma them at i c al c alcu la t i o n s wit h  the  e x p erim e n ta l da ta of  G E 1 . 5  xle   turbine   i n  the T a ble 2.       Tab l e  2.  C om p a riso n of Re s u l t s   Pa r a m e te r  T h e o r e ti ca l  cal c u l a t i o n s   GE 1. 5  xl e   tur b i n e  C F D   a n a l ysi s   Ve loc i t y   ( v) m /s  98. 12   9 7   98.14   P o w e r c o e f fi c i e n t   ( )  0. 59   0 . 265   0 . 2 98       6.   CONCL U S ION   I n   t he  p re se n t   i n v es t i ga t i o n ,   t h e  ae ro d ynam i c  effi c i e n cy   o f  the   h or i z on t a l  ax is  w ind   t u rbi n e   us ing   com p u t a t i o na l  m e tho d s  o f   f lu i d   dyna mic s   i s  st ud ie d.  T he  o bta i ne d  CF D   results  a re   c om par e d  w i t h   t he   ma them at i c al  c alcu la t i o n   a n d   e x p erim en tal   da t a   o f  the   GE1. 5  x l e   t urb i ne.   This  s tud y   ha s  dem o nst r ated  t h a t   t h e   CFD  me t h o d s   c on fi rm  t he  e xp e r i m e n ta l  re su lt s  a n d  c a n   b e   u se d   to   o p t i m i z e  and   con f i r ma t i o n  t h e  sh ape  S p e c ifica t i o ns  o f  the  t u rb i n e .   A cc ordi ng   t o  the  re sul t s  of  t hi s   r es ea rc h ,   i t   c a n   b e   c on clud ed   t h a t   t h e  po wer   coe f fic i e n t of t he  t ur bine  is a c t ua l l y  ma tc hes  t o   t he  t heore t i c al r esults a s dem ons trated.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   107 2 –  1 0 80  1 080 REFE RENCES   [1]   C.  P h e lps,  J .  Si ngl e t o n ,  " W in d   T u rb ine  Blade  Desi gn .  Co rnell   Un iversity,"   Sib l ey  Scho ol  of  En gi neering ,     p p . 2-1 4 , 2 01 3.   [2]   Tukesh  S inhg  Thakur,  Brij esh  P a t e l,  " S t ructur al   A naly si s  o f   a   C om po s i te  W i n d   Turb in e  Bl ad e  to   o p t i m i ze  its  Con s tru c ti on al  P aram et e r s   u s i n g  a  F E A  S o ftware, "   IJ S R D-In te rn at io na l J o urna l  for  Scientif i c  Research &   Devel opm ent .   Vol . 3 .   No.    4 pp.   5 7 2 -5 76 ,   No v .   2016.   [3]   Ack e r,   T . ,   H a nd,   M . ,   " A e rod yna m i c  P e rf orm a nce  of   t he  N REL   Un st e ady   Aero d y nam i cs   E x p erim e n t  (P hase  I V)   Twisted  Rotor , "  Pr e p ar ed  f o r the 37 th AIAA   Aer o s pace  Sc ie nc es Me e t ing   an d Ex h i b i t ,   Re n o ,  10pp .   2 11-2 2 1 , Jan.  19 99 .   [4]   Arme n   Sa rg sy a n ,   " S imu l a t io n  a n d  mo de l i n g   o f  flow  f ie ld  a ro un d  a   h ori z ontal  axi s   w ind  turbine   (HAWT )   u sing   RAN S   m e t ho d, "   Fl ori d a A t l a nti c   U n i v e rsity,   8 p p .  7-1 5 ,   20 10   [5]   Flue n t ,  ANS Y S   FLU E NT 12 . 0   Th e o ry  Gu i de ,   ANSYS   I nc .,   A p r il 20 09 ,  Se c tion s   1 8.1.1   a n d   18 .1 . 2 .  [6]   F l u e nt,   AN SYS F L UENT  1 2 . 0,  T ut or i a l  9 - 11 -12 - 2 3 -2 8-2 9 ,   T urbulen c e  and   Di scret e   P has e   M odelin g.  [7]   Ba rd in a ,   J .   E.,   H ua ng ,   P.  G .   a n d   Coa k le y ,   T .J.,  " T urb u le nc e   Mo d elin g vali datio n,  t estin g,   a nd   D ev elo p m e nt, "   NASA  T echn i cal  M e m o r a n dum   11 04 46,  A pril  1 997 .  [8]   GE   E nergy   1 . 5xle  -  M a n u f actu r ers  and   tu rbi n es   -   O nlin e  acc es s  -  T h e   W i n d   P o w e r ,  R M T ,   I n c .  |  N o r t h   C o a s t  W i n d   & Pow e r  LL C .   [9]   Burt on  T,   S h a rp e  D,   J enk i ns   N ,   Bos s an yi  E , " Win d   E n e rgy   H a nd boo k ,"   J o hn  Wil e y   &   So ns ,Ch i chester, UK ,   p p .4 5- 47 ,   2 001 .  [10]   Ku ik ,  G. A. M . ,   " T he  L anch ester-Bet z -Jo uko ws ky  Li mit,  Wi nd  Energy , "   10p p.   2 8 9 -29 1 ,   10 ,  20 07 .  [11]   M a gd i  Ragh eb  a n d   A dam   M.   R a g heb.   " W i nd   T urbi nes   Theo ry-The  B et z   E qu ati o n   and   Optim a l   R ot or  T i p   S p eed   Rati o,"  INT E CH op en s c ien ces ,   21p p  , 2 -22 ,   J u l y  5,   2 011 .  [12]   Yu qi a o   Z hen ,   R on g  Zh en  Z hao,   H o n g   Liu   " M o de  A n a lys i s   o f   H ori z on tal  Axi s   W i n d  Turbine  Bl a d es,"   T E LKOM NIKA In do nesi an  Jou r nal  o f   El ectrical   En gi neer ing,   Vol . 12 ,   p p .   1 2 12  ~   12 16 ,   Fe br ua ry  20 1 4 .   [13]   S h u a ngw en  S h e n g ,   Ry an  O ’Conn or  “ Reli abili t y   of   W i nd  T u rb in es, ”   Wi nd  En ergy E n g i n e er in g ,  20 17 ,  DOI   10 . 1 0 1 6 / B97 8 -0-12 - 809 45 1-8 . 00 01 5-1  [14]   Di n i ar  M ungil   Ku rni a wati ,  D o m i nicu s  D a nardo n o   Dwi  P rija  T jah j an a,   B ud i   S a nt os o  “E xp eriment a l  i n v e sti g atio n  on   p erf o rm ance  o f   c ro ssflow   w i nd  t u rb ine  as  e ff ect   o f   b l ad es  n u mb e r ,”   T h e   1st  Inter natio nal Con f er ence  An d   Exh i biti on  o n  Powd er T ech nol o g y Ind o n e si a  ( I CeP T i) 2 0 1 7 , AIP  Conferen ce Pr oceed ing s   1931(1 ) :0 30 045 ,   DOI   10 . 1 0 6 3 / 1. 50 24 1 0 4   [15]   Ilham  Sat r io  U tomo,  Dom i n i cus  Da nard on o  Dwi  P rija  T jahjana,   S y a ms u l   H ad i   “Exp erim en t a l  stud ies   of   S av on iu s  wi nd  t urbines   w i th  v ar iations  s iz e s   a n d  f i n  n u m b e r s  t o w a r d s  p e r form ance,”  T h e  1 s t  Inter n a t io nal Con f er ence  An d   Exh i biti on  o n  Powd er T ech nol o g y Ind o n e si a  ( I CeP T i) 2 0 1 7 , AIP  Conferen ce Pr oceed ing s   1931(1 ) :0 30 041 ,   DOI   10 . 1 0 6 3 / 1. 50 24 1 0 0   [16]   Y o g a  A r o b   W i c a k s o n o ,  D o m i n i c u s  D a n a r d o n o  D w i  P r i j a  T j a h j a n a ,  S y am s u l  H a di   “ In fl uence  o f   o m n i-d i recti onal  g u ide   va n e   o n  t h e   pe rforma n c e   o f   c ro ss-flo w   r ot or  f or   u rb a n   w in d  energ y ,”  T h e  1 s t   Inter natio nal Con f er ence And   Exh i biti on  o n  Powd er T ech nol o g y Ind o n e si a  ( I CeP T i) 2 0 1 7 , AIP  Conferen ce Pr oceed ing s   1931(1 ) :0 30 040 ,   DOI   10 . 1 0 6 3 / 1. 50 24 0 9 9   [17]   Do mini cus   D a na rd on o  Dw i  P r ij a  T j ah jana,   A r nold   T h am rin   Ha lom o an ,  And r eas  W i bowo,   D w i   A ries   H im aw anto,  Yo ga  A ro b  Wicaks ono   “ Win d   p oten ti al  a ss es s m ent  i n   u rb an  a rea  of  S u r a k a r t a  c i t y , ”   The 1st   Interna t iona l   Conference And E x hi b ition on  P o wder  Technol o gy Indone s i a  ( I CeP T i)   2017 ,  AI P  Conf erence Pr oceedi n gs   1 9 3 1 (1 ):03 00 70 ,   DOI   10 .10 6 3 / 1 . 50 24 12 9   [18]   P a tri c k   A.B.  J a m es,   Ab uBak r  S   Bah a j  “S m a l l -S cale  W i nd  Tu rbi n es, ”  W i nd E n er gy  E ngin eerin g ,   20 17 ,   D O I  10 . 1 0 1 6 / B97 8 -0-12 - 809 45 1-8 . 00 01 9-9  [19]   Ad am  M .   Rag h eb ,  M i chael   S   S elig   “ M u lti ele m ent   A i rf oil s   f o r   W in d   T urbi nes, ”  Wi nd E n er gy En gi neer ing ,  2 0 1 7 ,   DO I  10. 10 16 /B9 7 8-0 - 12 -809 45 1-8 . 00 01 1-4  [20]   Lo iy   A l-G hussain,   O n u r   T ayl a n,   M urat   F ah rio g l u   “ S i z i ng  o f   a   P h o t ovo lt aic-Wi nd-Oil  S h al e  H y b r id   S y s t e m:  C ase   An alysis  i n   J o rda n , ”   2 01 8,   Jo ur n a l of S o l a r En er g y   En gin eer i n g .   Vol.  1 40 ,  n o   1 .  0 11 0 0 2 ,  D OI 1 0 . 1 1 1 5 /1.4 03 8 0 4 8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.