I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 ,   p p .   3 9 3 ~ 4 0 2   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 5 . i 1 . pp 393 - 402           393       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   Bla de number  and a ng le effect  t he   a rchimedes s pira l  wind  turbine   per forma nce       Ro s a dil a   F ebrit a s a ri M uh a m m a d Ib nu l A bid i n   D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   I n d u st r i a l   T e c h n o l o g y ,   M a l a n g   N a t i o n a l   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   M a l a n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Dec   4 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J an   9 ,   2 0 2 6       Th e   e fficie n c y   a n d   p e rf o rm a n c e   o Arc h ime d e s p iral  wi n d   tu r b in e   (ASW T)   a re   a ffe c ted   b y   t h e   d e si g n   a n d   n u m b e o t u rb in e   b lad e w h ich   c a n   c o n v e rt   th e   k in e ti c   e n e r g y   o f   th e   wi n d   i n to   m e c h a n ica e n e rg y   t o   t u rn   a   g e n e ra to r   th a c a n   p r o d u c e   e lec tri c it y   a s   m u c h   a p o ss ib le  in   l o wi n d   s p e e d .   T h is  stu d y   a ims   to   o b tain   th e   o p ti m a l   ASW T   d e si g n   in   lo w   wi n d   sp e e d   in   term o a e ro d y n a m ic  p e rfo rm a n c e .   T h e   m e th o d   is  c o n d u c ted   b y   n u m e rica ll y   c o m p u tati o n a flu i d   d y n a m ics   (CF D)   sim u lati o n   o n   t h e   fi x e d - o p e n in g   a n g le   a n d   th e   b lad e n u m b e r   v a riati o n s Th e   re su lt sh o th a t   t h e   sm a ll e st  C D   v a lu e   is  - 2 . 1 8   a th e   6 5 °  o o p e n i n g   a n g le,  t h e   larg e st  C L   v a lu e   a th e   4 5 °   o o p e n i n g   a n g le  is   0 . 3 7 ,   a n d   t h e   lar g e st  C M   v a lu e   is   0 . 6 1   a t   th e   6 5 °  o f   o p e n in g   a n g le  a n d   4   b lad e s.  T h e re fo re ,   it   c a n   b e   c o n c lu d e d   th a th e   Arc h im e d e win d   tu rb i n e   with   4   b lad e s a n d   6 5 °  p it c h   is t h e   o p ti m a l.   K ey w o r d s :   Ar ch im ed es win d   tu r b in e   C o ef f icien t o f   m o m en t   C o m p u tatio n al  f lu id   d y n am ic   Sp ir al  b lad e   W in d   en er g y   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R o s ad ila  Feb r itas ar i   Dep ar tm en t o f   Me ch an ical  E n g in ee r in g ,   Ma lan g   Natio n al  I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   Kar an g lo   Stre et ,   Ma lan g ,   E ast J av a,   I n d o n esia   E m ail: r o s ad ila@ lectu r er . itn . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   E n er g y   h as  b ec o m a   wo r ld   p r o b lem   i n   f ew  y ea r s ,   b ec au s th en e r g y   s o u r ce s   th at   h av e   b ee n   u s ed   s o   f ar ,   s u ch   as p etr o leu m ,   n atu r al  g as,  an d   co al ,   ar n o n - r en e wab le  en er g y   s o u r ce s   an d   ar in cr ea s in g ly   s ca r ce   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h is   p r o b lem   en c o u r a g es  m an y   tech n ician s   an d   s cien tis ts   to   u s e   n ew  an d   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s .   T h is   en er g y   d o es  n o d ep en d   o n   q u a n tity   b ec au s it  co m es  f r o m   a   s u s tain ab le  n atu r e.   W in d   en er g y   is   o n o f   th r en ewa b le  e n er g ies  th at  c an   b u s ed   as  an   en e r g y   s o u r ce   with   th h elp   o f   win d   tu r b in es  o r   win d m ills .   Me ch an ical  en er g y   g ath er e d   f r o m   th e   win d ,   s u ch   as  to r q u an d   s p ee d   ca n   b e   u s ed   d ir ec tly   o r   co n v er ted   in t o   elec tr ical  en er g y   [ 3 ] .   Ma n y   k in d s   o f   win d   t u r b in es  h a v b ee n   d ev elo p ed   with   d if f er en t   ax is   co n f ig u r atio n s ,   d if f er en air f o il - p r o f ile  b lad e s ,   d if f er en s h ap es   an d   s ize s ,   an d   m an y   o th er s   th at  ca n   ac h iev d if f er en t   ae r o d y n am ics  p er f o r m an ce   an d   en h an ce   th en er g y   ef f icien cy   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   R ec en tly ,   th r esear ch er s   in v esti g ated   s ev er al  win d   tu r b i n es th at  ca n   ac h iev h ig h   p er f o r m a n ce   in   p o wer   g en er ated   at  lo win d   s p ee d   [ 6 ] .   Var io u s   s cien tific   r esear ch   ab o u win d   tu r b in e f f icien cy   a n d   o p tim izatio n   h av e   b ee n   w o r k ed .   An   an aly s is   o f   lift  f o r ce ,   d r ag   f o r c e,   an d   p r ess u r co ef f icien f o r   th NACA  S8 1 4   b lad p r o f ile  u s ed   in   h o r izo n tal  ax is   win d   tu r b in es   ( HAWT)   was  p r esen ted   in   [ 7 ] .   T h m o d if icatio n   o f   th NACA  0 0 1 2   air f o il  at  v ar io u s   an g les o f   attac k   an d   its   ev alu a tio n   at  R ey n o ld s   n u m b er s   o f   1 , 0 0 0   a n d   5 , 0 0 0   wer r ep o r ted   i n   [ 8 ] ,   s h o win g   th at   b o th   lift  an d   d r a g   f o r ce s   in cr e ase  as  th R ey n o ld s   n u m b er   r i s es.   T h v er tical  ax is   win d   tu r b in ( VAWT)   was   an aly ze d   u s in g   c o m p u tatio n al  f lu id   d y n am ics  ( C FD)   in   [ 9 ]   to   o b tain   a n   o p tim ized   t u r b in e   d esig n .   Fro m   th o s e   r esear ch es,  th e   HAWT  an d   VAWT  ar k in d   o f   lar g s iz tu r b i n es  th at  n ee d   h ea v y   m ac h in er y   to   in s tall.   T h in s tallatio n   an d   m ain ten a n ce   o f   th o s ar d if f icu lt  p r o ce s s   b ec au s o f   th tall   to wer   an d   h ea v y   tu r b in e s .   S o ,   th o s ar n o t su itab le  f o r   u r b an   u s e   [ 1 0 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   393 - 4 0 2   394   On o f   th win d   tu r b i n e s   th at  ca n   b in s talled   o n   h o m es  o r   cities  is   th ar ch im ed es  s p ir al  win d   tu r b in ( ASW T )   [ 1 1 ] ,   wh ic h   g en er ates  less   n o is th an   o th er   tu r b in es  d u to   its   v er y   lo r o tatio n al  s p ee d   in   lo w - s p ee d   win d   c o n d itio n s .   T h p r o f ile  o f   th ASW T   b l ad is   s p ir al  lik n at u r al  c r ea tu r e,   T h atch er ia  m ir ab ilis ,   wh ich   ca u s es  th ASW T   ca n   au to m atica lly   ali g n   to   th e   d ir ec tio n   o f   th e   wi n d   with o u an y   y aw  ap p ar atu s   [ 1 2 ] ,   wh ich   m ea n s   t h ASW T   h as  th ab ilit y   to   ad ju s f o r   ch a n g es  in   win d   d ir ec t io n b io m im etic  d esig n   s tu d y   o f   ASW T   b lad es  in co r p o r atin g   s p an wis g r o o v es  in s p ir e d   b y   th v en tr a p leats  o f   r o r q u a l   wh ales  d em o n s tr ated   an   8 . 3 in cr ea s in   p o wer   co e f f icien t   at  1 0   m /s ,   wh ile  s u r f ac b u m p s   led   to   r ed u ce d   p er f o r m an ce   [ 1 3 ] .   T h ASW T   is   class if ied   in   h o r izo n tal  a x i s   an d   d esig n ed   o n   Ar ch im ed e s   s p ir al  p r in cip le.   I t   ca n   p r o d u ce   en er g y   f r o m   th win d   b y   r ed ir ec tin g   its   f lo 9 0   d eg r ee s   r elativ to   th o r ig in al  d ir ec tio n R elate d   r esear ch es  ab o u t   ASW T   wer d em o n s tr ated   th at  t h is   tu r b i n o p e r ates  as  h o r izo n tal - ax is   d r ag - t y p r o to r   o b tain ed   m a x im u m   p o wer   co ef f icien t   o f   0 . 2 9 3   at  a   tip - s p ee d   r atio   o f   2 . 1 9 ,   an d   a d d itio n al  g en er ato r co n tr o ller   test in g   p r o v id e d   th elec tr ical  ef f icien cy   n ee d e d   to   p r e d ict  th f u ll  p o wer   cu r v e   [ 1 4 ] .   Fu r th er   d ev elo p m e n o f   th r ee - b lad ed   ASW T   with   o p en in g   an g les  o f   3 5 °,   4 5 °,  a n d   6 5 °  was  p r esen ted   in   [ 1 5 ] ,   wh ich   an aly ze d   th e   lift  ( )   an d   d r a g   ( )   co ef f icien ts   an d   s h o wed   th at    in cr ea s ed   with   lar g er   o p en in g   an g les  at  a   win d   s p ee d   o f   5 . 5   m /s .   An   in v esti g atio n   f o cu s in g   o n   b lad o p en in g   an g le  d esig n   was  ca r r ied   o u in   [ 1 6 ] ,   wh er n u m e r ical  an d   e x p er im en tal  test s   d em o n s tr ated   th at  t h v ar iab le - a n g le  co n f ig u r atio n   p r o d u ce d   1 4 . 7 h ig h er   o u tp u th a n   th e   f ix e d - a n g le  d esig n .   T h in f lu en ce   o f   b lad an g le  o n   t h ae r o d y n am ic  p er f o r m an ce   o f   ASW T   was  ex am in ed   in   [ 1 7 ] ,   s h o win g   th at   in cr ea s in g   th b lad an g le  r ed u ce d   th m ax im u m   r o tatio n al   s p ee d   an d   o u tp u t   p o wer ,   s u g g esti n g   th at  Ar c h im ed es  ae r o f o il   win d   tu r b in es  p er f o r m   o p tim all y   u n d er   m o d er ate  t o   lig h win d   co n d itio n s .   W ak f lo ch ar ac ter is tics   o f   AS W T   wer an aly ze d   in   [ 1 8 ] ,   s h o wi n g   th at  in ter ac tio n s   b etwe en   d o wn s tr ea m   wak e   f lo an d   ti p - v o r tex - in d u ce d   v elo city   wer s tr o n g ly   i n f lu en ce d   b y   win d   s p ee d   an d   b lad r o tatio n al  s p ee d .   co m p ar ativ n u m e r ical  s tu d y   u s in g   ANSYS  f lu en t   in   [ 1 9 ]   ex am in ed   s p ir al  win d   tu r b in es  with   th r ee   d if f er en b lad p r o f iles ,   co n clu d in g   th at  th Ar ch im ed ea n   s p ir al  with   a   6 0 °  o p en in g   an g le  p r o v id e d   th b est ae r o d y n am i p er f o r m an ce .   T h n ew  f in d in g   with   c o n tr a s to   th p r ev io u s   w o r k s   is   t h n u m b er   o f   Ar ch im ed es  s p ir al  b lad e   ef f ec ts .   T h b la d n u m b er   s h o u ld   b e   tak en   ca r o f   ca r ef u lly   in   d esig n in g   th win d   tu r b in esp ec ially   th e   ASW T   b ec au s it c an   af f ec t th m an u f ac tu r in g   p r o ce s s ,   th f ab r icate d   co s t a n d   th ae r o d y n am ics wh ich   m ea n   th ef f icien b lad n u m b e r   is   a b le  to   in c r ea s th win d   en er g y   [ 2 0 ] .   T h m ai n   th em e   o f   th i s   s tu d y   is   th b la d d esig n   o f   ASW T .   T h s p ec if i g o al  o f   th is   s tu d y   is   to   o b tain   th o p tim u m   d esig n   o f   A SW T   b y   n u m er ical  in v esti g atio n   in   v ar io u s   n u m b er s   o f   b lad es  in   2 ,   3 ,   a n d   4   b lad es  an d   m o d if ied   ea ch   b lad with   th o p en in g   an g le  v ar iatio n s   in   4 5 °,  5 5 ° an d   6 5 °.  T h is   s tu d y   is   d ev elo p ed   f o llo win g   two   s tep s   s u c h   as  d esig n in g   th e   ASW T   w ith   b o th   p ar am eter s   u s in g   C AD  So f twar e ,   th en   s i m u latin g   th ASW T   d esig n s   u s in g   C FD  So f twar e T h s im u latio n   r esu lts   ar th v alu o f   th d r ag   c o ef f icien t   ( ) ,   lift  co ef f icien t   ( )   an d   m o m en c o ef f icien t   ( )   f o r   v ar i o u s   v ar iatio n s   in   t h n u m b er   o f   b lad es  a n d   th b lad an g les .   T h v alu es  o f   ,   an d     ar e   r elev an to   ae r o d y n am ics  p er f o r m an ce   in   win d   tu r b in es  w h ich   in d icate d   th ef f icien c y   o f   th f lu id   f lo w   th r o u g h   th tu r b in e.       2.   M E T H O D   T h is   s tu d y   is   c o n d u cted   b y   n u m er ical  s im u latio n   o f   ASW T   b y   f o llo win g   th e   m eth o d s   as  f o llo ws:   First,  th liter atu r s tu d y   is   co n d u cted   b y   s ea r ch in g   th r ef e r en ce   o f   ASW T   an d   f in d in g   o u th g ap   an aly s is   o f   r elate d   r esear ch .   T h e   ASW T   ar c h ar ac ter ized   b y   its   u n i q u s p ir al   b lad d esig n ,   w h ich   d if f er e n tiates  th em   f r o m   c o n v e n tio n al  h o r iz o n tal   an d   v er tical  a x is   win d   tu r b in es.   T h e   p r e v io u s   s tu d ies   h ad   an aly ze d   th p er f o r m an ce   o f   ASW T   th at  g en er ally   e v alu ated   t h o p en i n g   an g le  in   t h r ee   b lad es  to   e n h an ce   t h en e r g y   ca p tu r in   lo win d   s p ee d .   T h r esear ch   g ap   is   th e   an aly s is   o f   b la d n u m b er   v ar iatio n   an d   th o p en in g   an g le  to   ca p tu r e   th co m p lex   air f l o in ter ac tio n s   ar o u n d   s p ir a l   b lad es.   B esid th at,   th ef f icien cy   m o d el   is   in v esti g ated   esp ec ially   f o r   s m all - s ca le  o r   r esid en tial  ap p licat io n s .   Seco n d ,   th 3 m o d elin g   o f   ASW T s   b lad e   is   d esig n ed   u s in g   C AD  So f tw ar e.   T h is   b lad tu r b in e   is   d esig n ed   in   lab o r ato r y - s ca led   s ize .   T h e   b lad e   is   o n ly   co n s tr u cted   b ec a u s th is   s tu d y   o n ly   in v esti g ated   th f lu id   f lo th r o u g h   th b lad e .   T h er e   ar e   9   d if f er e n b lad e   m o d el s   in clu d in g   th f ix ed - o p en in g   an g le  ( θ= 4 5 °,   5 5 °,   6 5 °)  an d   th n u m b e r   o f   b lad es  ( n   =   2 ,   3,   4 ) .   T h ir d ,   th e   3 m o d el  is   im p o r ted   in to   th s im u latio n   s o f twar to   an aly ze   th f lu id   d y n am ics  o cc u r r i n g   in   th ese  tu r b in es   [ 2 1 ] .   T h is   s im u latio n   is   b ase d   o n   C FD  th at  d etailed   air f l o p atter n s   a r o u n d   th b lad e s   with   tu r b u len ce   m o d el.   T h s im u latio n   ap p r o a ch ed   th en v ir o n m en tal  co n d i tio n s   to   ass e s s   tu r b in p er f o r m an ce ,   s u ch   as  th win d   s p ee d   is   at  7   m /s ,   t h wi n d   d ir ec tio n   is   f r o m   th e   in let  s ec tio n   o f   th e   b o u n d ar y   wall,   t h tem p e r atu r e   an d   p r ess u r ar m o d ele d   with   s tan d ar d   atm o s p h er ic  co n d itio n s Fo u r th ,   th p r ep r o c ess in g   s tag in   s im u latio n   is   s et,   s u ch   as  g en e r atin g   t h m e s h ,   s ettin g   th b o u n d ar y   co n d i tio n s   an d   p ar am eter s ,   d eter m i n in g   th e   f lu id   f lo w   m o d el  an d   m ater ial  p r o p er tie s ,   d eter m in in g   th s ch em an d   d is cr etiza tio n ,   th en   d eter m i n in g   th g o v e r n in g   eq u atio n .   T h s im u latio n   s tag is   co n d u cted   b y   r u n n in g   th s im u latio n .   T h d etails  o f   th p r ep r o ce s s in g   s tag e   ar e   ex p lain ed   in   th n e x s ec tio n .   T h tu r b i n will  b an aly ze d   b y   win d   s p ee d ,   p r es s u r e,   an d   air f lo w.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       B la d n u m b er a n d   a n g le  effec t   th a r ch imed es sp ir a l wi n d   tu r b in p erfo r ma n ce     ( R o s a d ila   F eb r ita s a r i )   395   T h s im u latio n   will r ea ch   th co n v er g en ce   iter atio n .   T h r es u lts   p r o v id q u alitativ an d   q u an titativ d ata.   T h e   q u alitativ d ata   s h o ws  th e   illu s tr atio n   o f   air f lo w   ac r o s s   th ASW T   to   in ter p r et   p er f o r m an ce   tr e n d s   an d   id en tify   p o ten tial  ar ea s   f o r   i m p r o v e m en t ,   an d   th q u an tit ativ d ata  p r o v id es  th co ef f icien o f   d r ag   ( ) ,   co ef f icien t o f   lift  ( ) ,   an d   c o ef f i cien t o f   m o m en ts   ( )   to   ass ess   v ar iab ilit y   an d   s ig n if ican ce   o f   r esu lts .     2 . 1 .   ASWT   des ig n   T h ASW T   is   a   s o r o f   HAWT.   T h is   tu r b in h as  s o m b lad es  with   s p ir al  s h ap th at  ad o p Ar ch im ed es  co n f i g u r atio n   [ 2 2 ] .   T h is   u n iq u b lad s h a p ca n   u s d r ag   f o r ce   to   ca p tu r win d   en er g y   in s tead   o f   u s in g   lift  f o r ce   p r o d u ce d   b y   a ir   p u s h ed   d o wn   b y   an   ae r o d y n am ic  s h ap ( air f o il)  lik e   c o n v en tio n al  HAWT  d o es.  T h f o cu s   o f   th is   s tu d y   is   th d esig n   o f   AS W T   th at  ca n   b s ee n   in   Fig u r 1 .   T h e   p ar am eter   u s ed   i n   ASW T   s u ch   as  r   in d icate s   th e   tu r b in e   r ad iu s   m ea n s   th e   r ad i al  d is tan ce   b etwe en   t h b lad e   tip   at  th e   ex it  an d   th ax is   o f   r o tatio n ,   θ  i n d icat es  th o p en in g   an g le   b lad m ea n s   th an g le  b etwe en   th a x is   r o tatio n   an d   th e   b lad tip   at  th e   o u tlet,  L   i n d icate s   th len g th   o f   tu r b i n m ea n s   th d is tan ce   b etwe en   th b lad tip   at   th b eg in n in g   an d   th en d ,   an d   n   i n d icate s   th n u m b er   o f   b lad es.   I n   th p r esen ted   s tu d y ,   t h ASW T   p er f o r m an ce   is   f o cu s ed   o n   th f ix ed - o p en in g   an g le  an d   th e   n u m b er   o f   b lad es.  T ab le  1   p r esen ts   d if f er en ASW T   d esig n   with   v ar iatio n   in   th f ix ed - o p en in g   an g le  ( = 45° , 55° , 65° )   an d   th n u m b er   o f   b la d es  ( =   2 , 3 , 4 ) .   T h o s d esig n s   will  ca u s e   ae r o d y n a m ic  in ter ac tio n   b etwe en   s p ir al  b la d d esig n   a n d   win d   f lo w.   T h e   d iam eter   o f   th ASW T   is   1 5 0   m m   an d   th m o to r   s tr ea m wis len g th   is   3 0 5   m m   al o n g   th r o tatio n al  ax is .   T h m o d el  o n ly   f o c u s ed   o n   b lad e   tu r b in e s ,   th b o lt  an d   n u t   g eo m etr y   h ad   b ee n   s im p lifie d ,   an d   also   th e   g en e r ato r s   an d   o th er   c o m p o n en ts   h a d   b ee n   r em o v ed .   T h e   b lad e   m ater ial  is   ig n o r ed   b ec au s th b lad m ater ial  is   n o t e f f ec te d   b y   th C FD simu latio n .           Fig u r 1 .   Def in itio n   o f   th p a r am eter s   u s ed   in   th ASW T   d e s ig n   f o r m   s id a n d   is o m etr ic  v iew       T ab le  1 .   T h e   d if f e r en t d esig n   o f   ASW T   b ased   o n   th o p en i n g   an g le  a n d   th n u m b er   o f   b la d es   B l a d e   n u m b e r   = 45°   = 55°   = 65°   =   2         =   3         =   4             2 . 2 .   Num er ica l m et ho do lo g y   T h is   s tu d y   is   co n d u cted   n u m er ically   u s in g   C FD  wh ich   u tili ze d   th e   So f twar e   s im u latio n   as  th e   in s tr u m en tal .   I t   is   aim ed   to   o b tain   th ASW T   p er f o r m a n ce ,   s u ch   as  th e   co ef f icie n o f   d r a g   ( ) ,   C o ef f icien t   o f   L if ( ) ,   an d   co ef f icien o f   m o m en ts   ( ) .   T h s im u latio n   p r o c ed u r ca n   b s ee n   in   Fig u r e   2 ,   wh ich   s h o ws  th at  th r ee   s tag es  o f   p r o ce d u r es  s h o u ld   b f o llo we d   s tep   b y   s tep   f r o m   p r e - p r o ce s s in g   s tag e   u n til  p o s t - p r o ce s s in g   s tag e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   393 - 4 0 2   396   Fig u r 2   ex p lain s   t h s im u lat io n   p r o ce d u r t h at  is   s tar ted   f r o m   t h p r e - p r o ce s s in g   s tag e   u n til  th e   p o s t - p r o ce s s in g   s tag e.   T h m e s h   is   g en er ated   f o r   th s im u lat io n .   T h e   m esh   ty p u s ed   is   t etr ah ed r o n   with   1 0   m m   o f   m esh   s ize T h q u ality   o f   m esh   g e n er atio n   is   ch ec k ed   an d   th r esu lt c an   b s ee n   i n   T ab le  2 .         G e ne r a t e  m e s h   S e t  bounda r y c ondi t i on a nd  pa r a m e t e r s   D e t e r m i ne  t he  f l ui d f l ow  m ode l  a nd  m a t e r i a l  pr ope r t i e s   D e t e r m i ne  t he  s c he m e  a nd  di s c r e t i z a t i on   D e t e r m i ne  t he  gove r ni ng e qua t i on P r e - pr oc e s s i ng s t a ge   R un  t he  s i m ul a t i on   C he c t he  i t e r a t i on S i m ul a t i on  s t a ge   Q ua nt i t a t i ve  o ut pu t  c on s i s t  o f : -   dr a g c oe f f i c i e nt , -   l i f t  c oe f f i c i e nt , a nd -   m om e nt  c oe f f i c i e nt   Q ua l i t a t i ve  o ut pu t  c on s i s t s  o f : -   s pe e d c ont our , -   s pe e d ve c t or , a nd -   s pe e d pa t hl i ne P os t - pr oc e s s i ng  s t a ge     Fig u r 2 .   T h s im u latio n   p r o c ed u r e       T ab le  2 .   T h elem en ts   an d   n o d es o f   m esh   co n tain ed   in   ASW T   m o d els   F i x e d - o p e n i n g   a n g l e :   45 °   55 °   65 °   B l a d e   n u m b e r   N o d e s   El e m e n t s   N o d e s   El e m e n t s   N o d e s   El e m e n t s   =   2   1 2 2 , 1 9 3   6 4 4 , 4 3 2   1 1 5 , 0 5 5   6 0 7 , 7 3 8   1 0 8 , 5 1 3   5 7 3 , 6 9 4   =   3   1 4 1 , 6 5 5   7 4 6 , 2 8 1   1 3 2 , 2 7 1   6 9 6 , 3 6 4   1 2 8 , 3 6 4   6 7 5 , 8 9 2   =   4   1 4 1 , 1 0 3   7 3 5 , 6 8 6   1 3 3 , 8 8 2   7 0 0 , 4 9 1   1 5 3 , 3 7 0   7 9 9 , 3 4 1       T h b o u n d a r y   co n d itio n   is   s e in   cy lin d r ic  s h a p e,   th e n   th e   ASW T   r o to r s   ce n ter   is   p la ce d   at  2 D   d is tan ce   f r o m   t h in let  an d   8 D   d is tan ce   f r o m   t h o u t f lo w,   a s   s h o wn   in   Fig u r 3 T h e   s u r f a ce   s ec tio n s   ar s et  as  in let  v elo city ,   wall,   an d   o u tlet  p r ess u r e.   T h f l u id   m ater i al  is   air   o r   win d .   T h is   s tu d y   c o n f ig u r es  th f lu id   f lo m o d el   as  SST     m o d el   a n d   illu s tr ates  th air f lo ac r o s s   th ASW T ,   wh ich   ad o p t ed   f r o m   [ 2 3 ] ,   s h o wn   in   Fig u r 4 .   T h s im u l atio n   will  s h o th f o r ce   g en er ated   b y   th r o t o r   s u r f ac e.   I n   th p r e - p r o ce s s in g   s tag e,   t h m o d el  th at  h ad   b ee n   g en er ated   i n   C AD  So f twar was im p o r ted   in to   s im u latio n   s o f twar e.             Fig u r 3 .   B o u n d ar y   co n d itio n           Fig u r 4 .   T h illu s tr atio n   o f   ae r o d y n am ic  f o r ce   an aly s is   o n   t h ASW T   r o to r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       B la d n u m b er a n d   a n g le  effec t   th a r ch imed es sp ir a l wi n d   tu r b in p erfo r ma n ce     ( R o s a d ila   F eb r ita s a r i )   397   Th is   s tu d y   was  s o lv ed   u s in g   t h g o v e r n in g   eq u atio n s   s u ch   a s   th tim e - av er ag ed   c o n tin u ity   as  s h o wn   in   ( 1 )   a n d   th e   m o m e n tu m   eq u atio n   f o r   s tead y   f lo as  ( 2 )   [ 1 0 ] ,   [ 2 4 ] :      = 0   ( 1 )     W h er t h tim e - av er a g ed   co n t in u ity   eq u atio n   as in   ( 1 )   u s es     to   i n d icate   th av e r ag v elo city   v ec to r   i n   th r ee   d im en s io n s .     ̅ ( ̅  ) = ̅  +  [ ̅  + ̅  ]  ( ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ )   ( 2 )     T h to tal  co n v ec tiv c h an g e   a s   in   ( 2 )   i n   m ea n   m o m e n tu m   c o n s is ts   o f   th th r ee   te r m s   o n   th lef th an d   s id e.   T h f ir s ter m   is   p r ess u r f ield   th at  is   wr itten   in   ̅ .   T h e   s ec o n d   ter m   is   v is co u s   ter m   th at  is   wr itten   in      [ ̅  + ̅  ] .   T h is   v is co u s   ter m   ca n   cr ea te  s tr ess .   T h th ir d   ter m   is   th R ey n o ld s   s tr ess   th at  is   in ter p r eted   b y   ( ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ ̅ )   in   th e   m ea n   tu r b u len v el o city   f lu ctu atio n s .   T h e   n o tatio n   o f   th e q u atio n s   s u c h   as    s h o ws  d en s ity   ( k g /m 3 )   wh ich   is   1 . 2 2 5   k g / m 3   m ea n s   th e   f lu id   v is co s ity   ( N. s /m 2 ) ,   ̅ ̅ ̅ ̅   an d   ̅ ̅ ̅ ̅   in d icate   th v elo city   f lu ctu atio n   c o m p o n en ts   ( m /s ) .   T h s u b s cr ip ts     an d     p r esen th f r ee   in d ices .   T h   an d     ca n   b e   wr itten   in   1 , 2 , 3   o f   n u m b er   to   r ep r esen th ,   a n d     d ir ec tio n s   r esp ec tiv ely .   T h m o d el  u s ed   in   th is   s tu d y   is   SST     m o d el  w h ich   is   ca lcu lated   in   two   ad d itio n al  tr an s p o r eq u a tio n s ,   s u ch   as    is   th k in etic  t u r b u len t   en er g y   an d     is   th s p ec if ic  tu r b u len d is s ip atio n   r ate.   T h SS T   k - ω   tu r b u len ce   m o d el  d em o n s tr ated   s u p er io r   p er f o r m an ce   b y   p r o v id in g   th m o s ac cu r ate  an d   co n s is ten p r ed ictio n s   o f   ae r o d y n am i to r q u e,   p r ess u r e   d is tr ib u tio n ,   an d   f lap - wis b en d in g   lo ad s   ac r o s s   v ar io u s   win d   s p ee d s   co m p ar ed   to   th o th er   m o d els  test ed   [ 2 5 ] .   T h o s eq u atio n   is   wr itten   as in   ( 3 )   an d   ( 4 ) .       +     =  +  [ ( + 1 ) (   ) ]   ( 3 )     = 1  (  ) 1 2 +  [ ( + 1 ) (   ) ]     ( 4 )     T h SS T     m o d el  as  in   ( 3 )   an d   ( 4 )   c o n s is o f   co n s tan ts   s u ch   as  1 = 0 . 85 , 1 = 0 . 5 , 1 = 0 . 075 , = 0 . 09 , = 0 . 41 ,   an d   1 = 1 1 2 .   T h e   ter m     th at  in d icate s   th tu r b u len k i n em atic  ed d y   v is co s ity   ca n   b r ep r esen ted   in   ( 5 ) .     = = = 1 m ax ( 1 , Ω )   ( 5 )     W h er Ω    as  wr itten   in   ( 5 )   is   t h s h ea r   s tr ain   r ate,   1   is   p r o p o r tio n ality   co n s tan th at  ca n   b o b tain ed   f r o m   = 1    an d     is   th tu r b u len t k in etic  en e r g y .     T he   s ch em e   was  s et  f o r   th e   s ec o n d - o r d er   u p win d   an d   c en tr al  d if f e r en ce ,   th e n   th e   d i s cr itizatio n   ad ju s ted   in   t h k in etic  tu r b u l en en er g y     an d   th e   s p ec if ic   t u r b u len t   d is s ip atio n   r ate  T h e n ,   th p r ess u r e   v elo city   c o u p lin g   is   ca r r ied   o u t   th r o u g h   th e   s em i - im p licit  m eth o d   f o r   p r ess u r e - lin k ed   e q u atio n s .   T h s o l v er   was  p r ess u r b ased .   T h b o u n d ar y   co n d itio n s   at   in let  a n d   o u tlet  b o u n d a r ies  wer a d ju s ted   in   1 o f   tu r b u len ce   in ten s ity   an d   1   o f   tu r b u len ce   v is co s ity   r atio .   T h d o m ain   wall  an d   th s o lid   b o u n d a r ies  wer s et  with   n o - s lip   ad iab atic  co n d itio n s .   I n   th s im u latio n   s tag e,   t h is   s tu d y   m ea s u r es  th co e f f icien o f   d r a g   ( ) ,   co ef f icien t   o f   lift  ( ) ,   an d   co ef f icien o f   m o m e n ts   ( ) .   T h e   s im u latio n   r esu lts   in   d if f e r en v alu es  f o r   ea c h   d if f er e n ASW T   d esig n .   T h e   lift  co ef f icien t   th at  u s ed   to   r ep r esen th e   lift  f o r ce   ( )   th at   is   g en e r ated   b y   liftin g   th b o d y   to   t h f l u id   d en s ity ,   th f lu i d   v elo city   an d   an   ass o ciate d   r ef er e n ce   ar ea .   I n   tu r b in e,   th e   lift  v alu i n cr ea s es  b y   in cr ea s in g   th an g le  o f   attac k   an d   tu r b u l en ce   o n   th ac tiv e   s u r f ac e.   T h d r ag   co ef f icien t   th at  u s ed   to   r ep r esen th e   d r a g   f o r ce   ( )   o n   an   ASW T   th at  m o v es th r o u g h   f lu id   wh ic h   m ea n s   th ASW T s   ae r o d y n am ic  o r   h y d r o d y n am ic.   I n   tu r b in e,   lo wer   d r a g   co ef f icien in d icate s   th tu r b in will  h av less   ae r o d y n am ic  o r   h y d r o d y n am ic  d r ag .     is   co n s tan n u m b e r   o f   th e   m o m en o f   in er tia  p o s s ess ed   b y   r ig id   o b ject  wh o s v alu e   is   d eter m in ed   b y   th s h ap a n d   a x is   o f   r o tatio n   o f   th o b ject   [ 2 6 ] .   T h o s ar im p o r tan p a r am eter s   th at   af f ec th e   ASW T   p er f o r m an ce .   T o   o b tai n   th o s e   co ef f icien v al u es,  th co n v e r g en ce   v al u s h o u ld   b m o n it o r ed   with in   1 e - 3   o f   r esid u with   th tim s tep   s ize  is   at  1 e - 3   an d   th n u m b er   o f   ti m s tep s   is   at  5 e+ 5 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   393 - 4 0 2   398   3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h is   p ap er   in v esti g ates  th e   ch an g es  o f   d if f er en t   p ar am eter s   in   ter m s   o f   th e   co e f f icien o f   d r ag   ( ) co ef f icien o f   lift    ( ) ,   an d   co ef f icien o f   m o m en ts   ( ) .   T h ese  i n v esti g atio n s   ar co n d u cte d   u s in g   C FD   s im u latio n .   C FD  p er f o r m s   th s im u latio n   an d   s o lv es  th f lo g o v er n in g   eq u atio n s   ar o u n d   th tu r b in b lad f o r   ea c h   n in d if f er en t   ASW T s   d esig n s   in   7   m /s   o f   win d   s p ee d .   T h en ,   th e   r esu lts   o f   th v ar iatio n s   o f   th e   f ix ed - o p en in g   an g le  ( = 45° , 55° ,    65° )   an d   t h n u m b er   o f   b lad es  ( =   2 , 3 ,      4 )   ar d is cu s s ed .     co m p ar is o n   o f   th f ix ed - o p en in g   an g le  in   ter m s   o f     an d     is   p r esen ted   in   Fig u r e   5 .   An d   co m p ar is o n   o f   th 9   d if f er en t A SW T s   d esig n s   in   ter m s   o f   is   s h o wn   in   Fig u r e   6 .   Fig u r e   6   s h o ws  th at  th s m alle s   v alu is   f o r   th s p ir al  b lad with   an   an g le  o f   6 5 °  an d   th h ig h est     v alu is   f o r   th s p ir al  b lad with   an   an g le  o f   4 5 °.  I n   an   ASW T   with   s m all  f ix e d - o p e n in g   an g le,   u n d is tu r b ed   f r ee   f lo ca n   p as s   th r o u g h   th e   b lad es  m o r ea s ily   th an   with   lar g o n e.   T h er ef o r e,   an   ASW T   with   lar g f ix ed - o p en in g   a n g le  h as  s tr o n g er   air   b lo ck in g   ef f ec th an   r o to r   with   s m all  o n e,   an d   a   s tr o n g er   b lo ck i n g   e f f ec f o r ce s   m o r e   f lu id   to   f lo th r o u g h   th s p ir al  b lad r eg io n   o f   th e   tu r b in e.   p o s itiv   v alu m ea n s   d r ag ,   an d   n eg ativ   v alu e   m ea n s   ac ce ler atio n .   I ca n   b e   co n clu d ed   t h at  th s p ir al  b lad with   an   in clin atio n   o f   6 5 ° h as  th b est ac ce ler atio n   b ec a u s th   v alu is   th s m allest.           Fig u r 5 .   c o m p ar is o n   o f   th e   f ix ed - o p en in g   an g le  in   ter m s   o f   an d               Fig u r 6 .   c o m p ar is o n   o f   th e   9   d if f e r en t A SW T s   d esig n s   in   ter m s   o f         T h m ag n itu d o f   th   v alu t en d s   to   in cr ea s as  th n u m b e r   o f   b la d es  an d   b lad o p en in g   an g le   in cr ea s e.   s m all  co ef f icien t   o f   m o m en ( )   v alu m ea n s   th at  th r o tar y   to r q u e   p r o d u ce d   b y   th e   tu r b in e   is   s m all,   wh ile  lar g co ef f icien o f   m o m en ( )   v alu m ea n s   th at  th r o tar y   to r q u p r o d u ce d   b y   th tu r b i n is   lar g e,   s o   th t u r b in e   h as  g o o d   p er f o r m an ce .   Fig u r e   6   s h o ws  th s m allest    v alu wh e n   v ar y in g   2   s p ir al   b lad es  with   4 5 °   o f   f ix ed - o p e n in g   a n g le  a n d   t h lar g est    v alu wh en   v ar y i n g   4   s p ir al   b l ad es  with   6 5 °  o f   f ix ed - o p en in g   an g le.     T o   co m p ar t h s p ee d   p ath li n ar o u n d   th ASW T   s u r f ac o b tain ed   f r o m   th C FD  s i m u latio n s .   Fig u r es  7 8 ,   a n d   9   s h o th r esu lts   at  co n s tan win d   s p e ed   o f   7   m /s .   T h ese  c o m p ar is o n s   h av e   b ee n   m ad e   u s in g   th p ath lin e   v iew  in   th C FD p o s t - p r o ce s s in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       B la d n u m b er a n d   a n g le  effec t   th a r ch imed es sp ir a l wi n d   tu r b in p erfo r ma n ce     ( R o s a d ila   F eb r ita s a r i )   399   Fig u r es  7 8 ,   an d   9   s h o th e   illu s tr atio n   o f   air f lo ac r o s s   th ASW T   in   ter m s   o f   v elo cit y   p ath lin e.   T h s o lu tio n   b a r   r ep r esen ts   th co lo r   lin in   v elo city   m a g n it u d e.   T h r ed   c o lo r   in d icate s   an   in cr ea s in   air f lo w   v elo city   wh ile  th d ar k   b lu c o lo r   s h o ws  d ec r ea s in   air f l o v elo city .   T h v elo city   m a g n itu d ca n   b s ee n   in   T ab le  3 .   T h in cr ea s in   air f lo s p ee d   is   b ec au s th air   is   ca p tu r ed   b y   th tu r b in s p ir al  b lad es  s o   th at  it   g ath er s   in   th e   ce n ter   o f   th e   r o to r   with   s u b s eq u en t   in cr ea s in   s p ee d ,   wh ich   is   s h o wn   b y   th e   r e d   p ath lin e   s p ee d .   I n   ad d itio n ,   th h ig h est   s p ee d   r eg io n   ap p ea r s   n ea r   th tip   o f   th tu r b in r o to r ,   wh il th lo west  s p ee d   r eg io n   ap p ea r s   b eh in d   th h u b ,   r esu ltin g   in   tu r b u le n ce   in   th is   ar ea   an d   r ev er s f lo s h o wn   in   th v ec to r   d ir ec tio n   b ac k   t o   th e   in let .   T h is   is   ca u s ed   b y   th e f f ec o f   f o r m i n g   t h d ir ec tio n   o f   air   f lo af ter   p ass in g   th r o u g h   th s p ir al  tu r b in b la d p er io d ically .   T h s am th in g   also   h ap p en ed   in   th r ese ar ch   co n d u cted   b y   [ 1 2 ] ,   n am ely   t h ap p ea r an ce   o f   tu r b u le n t f lo in   t h ar ea   b e h in d   th b lad e.       T ab le  3 .   T h v elo city   m ag n itu d e   Th e   f i x e d - o p e n i n g   a n g l e   = 45°   = 55°   = 65°   Th e   n u m b e r   o f   b l a d e s   =   2   2 0 . 9   2 0 . 2   2 1 . 7   =   3   19   2 3 . 1   2 5 . 1   =   4   1 9 . 4   2 3 . 4   27       ( a)     ( b )     ( c)       Fig u r 7 .   T h co m p ar is o n   o f   t h s p ee d   p ath lin e   ar o u n d   t h ASW T   with   th 4 5 °   o f   f ix ed - o p en in g   a n g le   ( a)   2   b la d es,  ( b )   3   b la d es,  an d   ( c)   4   b la d es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   393 - 4 0 2   400       ( a)   ( b )     ( c)     Fig u r 8 .   T h co m p ar is o n   o f   t h s p ee d   p ath lin e   ar o u n d   t h ASW T   with   th 5 5 °   o f   f ix ed - o p en in g   a n g le   ( a)   2   b la d es,  ( b )   3   b la d es,  an d   ( c)   4   b la d es           ( a)   ( b )     ( c)     Fig u r 9 .   T h co m p ar is o n   o f   t h s p ee d   p ath lin e   ar o u n d   t h ASW T   with   th 6 5 °   o f   f ix ed - o p en in g   a n g le :   ( a)   2   b la d es,  ( b )   3   b la d es,  an d   ( c)   4   b la d es       4.   CO NCLU SI O N   T h v ar iatio n   o f   th f ix e d - o p e n in g   an g le  is   ASW T s   b lad af f ec ts   th v alu o f   th   an d   ,   s u ch   as  f ix ed - o p en in g   an g le  is   s m all  m ea n s   th   an d     v alu es  in cr ea s e,   it  ca n   b s ee n   th at  th 45°   o f   f ix ed - o p en in g   an g le  h as  th lar g est    an d     v alu es,  n am ely     - 1 . 6 9   a n d     0 . 3 7 .   T h   an d     d ec r ea s in   th = 65°   o f   f ix ed - o p en in g   an g le  with   v alu o f     - 2. 1 8   an d     0 . 1 3 .   T h m ag n itu d o f   th e   co ef f icien o f   m o m en ( )   is   d if f er en t   in   ea ch   tu r b in v ar i atio n .   T h e     in   ASW T   with   45°   of   f ix e d - o p en in g   an g le  h as  2 . 4 d ec lin wh en   it  ad d s   th n u m b er   o f   b lad es  in   4   b lad es.  T h en h an ce m en o cc u r s   in   ASW T   wi th   65°   o f   f ix ed - o p en i n g   an g le  wh e n   th n u m b er   o f   b lad es  ad d ,   n am ely   2 3 . 5 1 %,  wh ich   is   th h ig h est    is   in   ASW T   with   65°   o f   f ix ed - o p e n in g   a n g le  an d   4   b lad es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       B la d n u m b er a n d   a n g le  effec t   th a r ch imed es sp ir a l wi n d   tu r b in p erfo r ma n ce     ( R o s a d ila   F eb r ita s a r i )   401   ACK NO WL E DG M E N T S   W m u s th an k   an d   ap p r ec ia te   th h ea d   o f   t h C o m p u ter   L ab o r ato r y   in   Me ch a n ical  E n g in ee r in g   Dep ar tm en t,  Facu lty   o f   I n d u s t r ial  T ec h n o lo g y ,   Ma lan g   Nati o n al  I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y wh o   wer e   p r o v id in g   th f ac ilit ies to   s u p p o r t th is   s tu d y .       F UNDING   I NF O R M A T I O   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   R o s ad ila  Feb r itas ar i                               Mu h am m ad   I b n u l A b id in                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T   T h d ata   th at   s u p p o r th e   f i n d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   av aila b le  f r o m   th c o r r esp o n d in g   a u th o r   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   B .   M .   O p e y e mi ,   P a t h   t o   su s t a i n a b l e   e n e r g y   c o n su mp t i o n :   t h e   p o ssi b i l i t y   o f   s u b s t i t u t i n g   r e n e w a b l e   e n e r g y   f o r   n o n - r e n e w a b l e   e n e r g y ,   E n e r g y ,   v o l .   2 2 8 ,   p .   1 2 0 5 1 9 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 1 . 1 2 0 5 1 9 .   [ 2 ]   A .   S h a sa v a r i ,   A .   K a r i m i ,   M .   A k b a r i ,   a n d   M .   A .   N o u g h a n i ,   E n v i r o n m e n t a l   i m p a c t s   a n d   so c i a l   c o st   o f   n o n - r e n e w a b l e   a n d   r e n e w a b l e   e n e r g y   so u r c e s :   a   c o m p r e h e n s i v e   r e v i e w ,   J o u rn a l   o f   Re n e w a b l e   En e rg y   a n d   En v i r o n m e n t ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 2 7 ,   2 0 2 3 .   [ 3 ]   A .   C h a u d h u r i ,   R .   D a t t a ,   M .   P .   K u m a r ,   J.   P .   D a v i m,  a n d   S .   P r a ma n i k ,   En e r g y   c o n v e r si o n   st r a t e g i e f o r   w i n d   e n e r g y   s y st e m:   e l e c t r i c a l ,   mec h a n i c a l   a n d   m a t e r i a l   a s p e c t s,   Ma t e r i a l s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   3 ,   p .   1 2 3 2 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / ma 1 5 0 3 1 2 3 2 .   [ 4 ]   K .   C a l a u t i t   a n d   C .   J o h n s t o n e ,   S t a t e - of - t h e - a r t   r e v i e w   o f   m i c r o   t o   s mal l - s c a l e   w i n d   e n e r g y   h a r v e st i n g   t e c h n o l o g i e f o r   b u i l d i n g   i n t e g r a t i o n ,   En e rg y   C o n v e rsi o n   a n d   Ma n a g e m e n t :   X ,   v o l .   2 0 ,   p .   1 0 0 4 5 7 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c m x . 2 0 2 3 . 1 0 0 4 5 7 .   [ 5 ]   L.   B i l i r ,   M .   İ mi r ,   Y .   D e v r i m ,   a n d   A .   A l b o s t a n ,   A n   i n v e st i g a t i o n   o n   w i n d   e n e r g y   p o t e n t i a l   a n d   sm a l l - s c a l e   w i n d   t u r b i n e   p e r f o r m a n c e   a t   İ n c e k   r e g i o n     A n k a r a ,   Tu r k e y ,   E n e rg y   C o n v e rs i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   1 0 3 ,   p p .   9 1 0 9 2 3 ,   O c t .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n ma n . 2 0 1 5 . 0 7 . 0 1 7 .   [ 6 ]   E.   S i ml e y ,   P .   F l e m i n g ,   N .   G i r a r d ,   L.   A l l o i n ,   E.   G o d e f r o y ,   a n d   T.   D u c ,   R e su l t f r o a   w a k e - st e e r i n g   e x p e r i me n t   a t   a   c o mm e r c i a l   w i n d   p l a n t :   i n v e s t i g a t i n g   t h e   w i n d   s p e e d   d e p e n d e n c e   o f   w a k e - st e e r i n g   p e r f o r ma n c e ,   Wi n d   E n e r g y   S c i e n c e ,   v o l .   6 ,   n o .   6 ,   p p .   1 4 2 7 1 4 5 3 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 5 1 9 4 / w e s - 6 - 1 4 2 7 - 2 0 2 1 .   [ 7 ]   S .   A z i z   e t   a l . ,   C o m p u t a t i o n a l   f l u i d   d y n a mi c s a n d   e x p e r i m e n t a l   a n a l y si o f   a   w i n d   t u r b i n e   b l a d e s fr o n t a l   se c t i o n   w i t h   a n d   w i t h o u t   a r r a y o f   d i mp l e d   s t r u c t u r e s,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 9 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 1 9 7 1 0 8 .   [ 8 ]   B .   S .   P a t i l   a n d   H .   R .   T h a k a r e ,   C o mp u t a t i o n a l   f l u i d   d y n a m i c a n a l y si o f   w i n d   t u r b i n e   b l a d e   a t   v a r i o u a n g l e o f   a t t a c k   a n d   d i f f e r e n t   R e y n o l d n u mb e r s ,   Pr o c e d i a   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 2 7 ,   p p .   1 3 6 3 1 3 6 9 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o e n g . 2 0 1 5 . 1 1 . 4 9 5 .   [ 9 ]   A .   A .   A f i f ,   P .   W u l a n d a r i ,   a n d   A .   S y a h r i a r ,   C F D   a n a l y si s o f   v e r t i c a l   a x i s win d   t u r b i n e   u s i n g   A N S Y S   f l u e n t ,”  J o u r n a l   o f   P h y s i c s:   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   1 5 1 7 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 6 2 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 5 1 7 / 1 / 0 1 2 0 6 2 .   [ 1 0 ]   M .   A .   A l - R a w a j f e h   a n d   M .   R .   G o m a a ,   C o m p a r i so n   b e t w e e n   h o r i z o n t a l   a n d   v e r t i c a l   a x i w i n d   t u r b i n e ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Ap p l i e d   P o w e r E n g i n e e ri n g   ( I J A PE) ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p .   1 3 ,   M a r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a p e . v 1 2 . i 1 . p p 1 3 - 2 3 .   [ 1 1 ]   A .   G .   R e f a i e ,   H .   S .   A .   H a mee d ,   M .   A .   A .   N a w a r ,   Y .   A .   A t t a i ,   a n d   M .   H .   M o h a m e d ,   C o m p a r a t i v e   i n v e s t i g a t i o n   o f   t h e   a e r o d y n a mi c   p e r f o r ma n c e   f o r   se v e r a l   sh r o u d e d   A r c h i m e d e s   s p i r a l   w i n d   t u r b i n e s ,   En e rg y ,   v o l .   2 3 9 ,   p .   1 2 2 2 9 5 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 1 . 1 2 2 2 9 5 .   [ 1 2 ]   K .   S o n g ,   H .   H u a n ,   a n d   Y .   K a n g ,   A e r o d y n a m i c   p e r f o r m a n c e   a n d   w a k e   c h a r a c t e r i st i c s a n a l y si s o f   A r c h i me d e s   sp i r a l   w i n d   t u r b i n e   r o t o r s wi t h   d i f f e r e n t   b l a d e   a n g l e ,   E n e rg i e s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   p .   3 8 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 6 0 1 0 3 8 5 .   [ 1 3 ]   A .   E.   F a i sa l ,   C .   W .   L i m,  B .   A .   J .   Al - Q u r a i s h i ,   J.  M i l a n o ,   T.   C .   H o n g ,   a n d   C .   P .   C h e n ,   A e r o d y n a m i c   p e r f o r ma n c e   e n h a n c e me n t   o f   A r c h i m e d e s p i r a l   w i n d   t u r b i n e   b l a d e t h r o u g h   s u r f a c e   m o d i f i c a t i o n s:   a   n u meri c a l   a n d   e x p e r i m e n t a l   s t u d y ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   4 1 1 1 2 ,   N o v .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 2 4 9 0 8 - 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   393 - 4 0 2   402   [ 1 4 ]   H .   Ja n g ,   D .   K i m,   Y .   H w a n g ,   I .   P a e k ,   S .   K i m,   a n d   J.   B a e k ,   A n a l y si s   o f   A r c h i m e d e s   sp i r a l   w i n d   t u r b i n e   p e r f o r ma n c e   b y   si mu l a t i o n   a n d   f i e l d   t e st ,   En e r g i e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 4 ,   p .   4 6 2 4 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 2 2 4 4 6 2 4 .   [ 1 5 ]   E.   H .   H e r r a p r a st a n t i   a n d   W .   A .   S a p u t r o ,   S i mu l a t i o n   o f   o p e n i n g   a n g l e   o f   A r c h i m e d e w i n d   t u r b i n e   d e si g n   b a se d   o n   t h e   F i b o n a c c i   seri e s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E n g i n e e ri n g ,   S c i e n c e   a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   5 0 5 7 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 5 2 0 8 8 / i j e st y . v 2 i 1 . 1 9 2 .   [ 1 6 ]   M .   A .   A .   N a w a r ,   H .   S .   A .   H a me e d ,   A .   R a ma d a n ,   Y .   A .   A t t a i ,   a n d   M .   H .   M o h a me d ,   Ex p e r i me n t a l   a n d   n u mer i c a l   i n v e s t i g a t i o n s   o f   t h e   b l a d e   d e si g n   e f f e c t   o n   A r c h i med e s   s p i r a l   w i n d   t u r b i n e   p e r f o r m a n c e ,   E n e r g y ,   v o l .   2 2 3 ,   p .   1 2 0 0 5 1 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 1 . 1 2 0 0 5 1 .   [ 1 7 ]   A .   M .   La b i b ,   A .   F .   A .   G a w a d ,   a n d   M .   M .   N a sse i f ,   Ef f e c t   o f   b l a d e   a n g l e   o n   a e r o d y n a mi c   p e r f o r m a n c e   o f   A r c h i m e d e sp i r a l   w i n d   t u r b i n e ,   J o u r n a l   o f   A d v a n c e d   R e se a rch   i n   F l u i d   M e c h a n i c a n d   T h e rm a l   S c i e n c e s ,   v o l .   7 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 2 1 3 6 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 7 9 3 4 / a r f mt s. 7 8 . 1 . 1 2 2 1 3 6 .   [ 1 8 ]   K .   K i m,  H .   Ji ,   Y .   K i m,  Q .   Lu ,   J.  B a e k ,   a n d   R .   M i e r e met ,   E x p e r i m e n t a l   a n d   n u m e r i c a l   s t u d y   o f   t h e   a e r o d y n a m i c   c h a r a c t e r i s t i c o f   a n   A r c h i me d e s   sp i r a l   w i n d   t u r b i n e   b l a d e ,   E n e rg i e s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   7 8 9 3 7 9 1 4 ,   N o v .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 7 1 2 7 8 9 3 .   [ 1 9 ]   H .   H a mi d   a n d   R .   M .   A b d   El   M a k so u d ,   A   c o m p a r a t i v e   e x a m i n a t i o n   o f   t h e   a e r o d y n a m i c   p e r f o r m a n c e   o f   v a r i o u sea s h e l l - sh a p e d   w i n d   t u r b i n e s ,   H e l i y o n ,   v o l .   9 ,   n o .   6 ,   p .   e 1 7 0 3 6 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 3 . e 1 7 0 3 6 .   [ 2 0 ]   K .   A .   A d e y e y e ,   N .   I j u mb a ,   a n d   J .   C o l t o n ,   T h e   e f f e c t   o f   t h e   n u mb e r   o f   b l a d e o n   t h e   e f f i c i e n c y   o f   a   w i n d   t u r b i n e ,   I O P   C o n f e re n c e   S e ri e s:   Ea r t h   a n d   En v i r o n m e n t a l   S c i e n c e ,   v o l .   8 0 1 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 2 0 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 5 - 1 3 1 5 / 8 0 1 / 1 / 0 1 2 0 2 0 .   [ 2 1 ]   R .   R o o h i   a n d   M .   A k b a r i ,   P e r f o r m a n c e   e n h a n c e me n t   o f   p a r a b o l i c   d i s h   c o l l e c t o r   r e c e i v e r   u s i n g   p h a s e   c h a n g e   m a t e r i a l :   a   C F D   si m u l a t i o n ,   J o u r n a l   o f   Re n e w a b l e   E n e r g y   a n d   E n v i r o n m e n t ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   3 8 4 5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 0 5 0 1 / j r e e . 2 0 2 3 . 3 4 9 2 8 1 . 1 3 9 3 .   [ 2 2 ]   A .   E.   F a i sal   e t   a l . ,   I n v e st i g a t i n g   t h e   t e c h n i q u e u se d   f o r   i mp r o v i n g   t h e   a e r o d y n a mi c   p e r f o r ma n c e   o f   A r c h i med e sp i r a l   w i n d   t u r b i n e s :   a   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w   a n d   f u t u r e   w o r k   a v e n u e s,”   Re s u l t i n   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   2 5 ,   p .   1 0 3 9 9 2 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r i n e n g . 2 0 2 5 . 1 0 3 9 9 2 .   [ 2 3 ]   A .   M .   K a ma l ,   M .   A .   A .   N a w a r ,   Y .   A .   A t t a i ,   a n d   M .   H .   M o h a me d ,   B l a d e   d e s i g n   e f f e c t   o n   A r c h i me d e s   s p i r a l   w i n d   t u r b i n e   p e r f o r m a n c e :   e x p e r i me n t a l   a n d   n u mer i c a l   e v a l u a t i o n s,   E n e r g y ,   v o l .   2 5 0 ,   p .   1 2 3 8 9 2 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 2 2 . 1 2 3 8 9 2 .   [ 2 4 ]   R .   S u p r e e t h ,   S .   K .   M a h a r a n a ,   a n d   K .   B h a s k a r ,   W h a l e - i n s p i r e d   t u b e r c l e s   f o r   p a ss i v e l y   e n h a n c i n g   t h e   p e r f o r man c e   o f   a   w i n d   t u r b i n e   b l a d e ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R e n e w a b l e   E n e r g y   Re se a rch ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   4 8 9 5 0 3 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 0 5 0 8 / i j r e r . v 1 3 i 1 . 1 2 7 1 3 . g 8 7 0 7 .   [ 2 5 ]   P .   I .   M u i r u r i ,   O .   S .   M o t s a ma i ,   a n d   R .   N d e d a ,   A   c o m p a r a t i v e   s t u d y   o f   R A N S - b a se d   t u r b u l e n c e   m o d e l s   f o r   a n   u p sca l e   w i n d   t u r b i n e   b l a d e ,   S N   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 ,   n o .   3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 2 4 5 2 - 0 1 9 - 0 2 5 4 - 5.   [ 2 6 ]   A .   G .   G o n z a l e z - R o d r i g u e z ,   J .   M .   R o l d a n - F e r n a n d e z ,   a n d   L.   M .   N i e t o - N i e t o ,   U n v e i l i n g   i n e r t i a   c o n st a n t s   b y   e x p l o r i n g   m a ss   d i s t r i b u t i o n   i n   w i n d   t u r b i n e   b l a d e s   a n d   r e v i e w   o f   t h e   d r i v e   t r a i n   p a r a met e r s,”   Ma c h i n e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   9 ,   p p .   1 2 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / ma c h i n e s 1 1 0 9 0 9 0 8 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        Ro sa d il a   Febrit a sa r i           h a s b e e n   a t   M e c h a n ica En g i n e e rin g   De p a rtme n t   of   M a lan g   Na ti o n a In sti tu te  o Tec h n o lo g y ,   In d o n e sia ,   sin c e   2 0 2 2 Sh e   c u rre n tl y   f o c u se o n   d e sig n   a n d   m a n u fa c tu re field .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il ro sa d il a @le c tu r e r. it n . a c . id .         Mu h a m m a d   Ibn u l   Abi d in           c u rre n tl y   wo r k i n g   a l a b o ra t o ry   a sista n i n   C o m p u e r   Lab o ra to r y   a M e c h a n ica En g in e e rin g   De p a rtme n t   of   M a l a n g   Na ti o n a I n stit u te  o f   Tec h n o l o g y ,   I n d o n e sia ,   si n c e   2 0 2 2 .   He   e x p e rts  in   d e sig n   a n d   m a n u fa c tu ri n g   field He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il ib n u lab id in 5 6 7 8 @g m a il . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.