Componenta lift generata de profilul aerodinamic depinde de trei parametri principali : geometria profilul aerodinamic, unghiul de atac si numarul lui Reynolds.
Se remarca doua situatii :
- unghiul de atac este de 10 grade – componenta lift generata de profil atinge maximul
- unghiul de atac este de 20 grade- liniile de curent nu se mai „lipesc” de suprafata profilului, acestea se desprind si apar turbulente . Performantele profilui aerodinamic scad . (stall )
In cazul turbinelor VAWT pentru a obtine un randament maxim trebuie ca tranzitia de la curgerea laminara la cea turbulenta sa se produca cat mai tarziu.
Una din solutii la nivel teoretic este : airfoil vortex trap :
Se pleaca de la ipoteza ca o cavitate in profilul aerodinamic va genera un vortex (vartej, turbion) care va fi capabil sa reataseaze pe suprafata profilului liniile de curent eliminand turbulentele.
Astel au aparut familiile de profile Kline–Fogleman airfoil in paralel cu constructori de turbine VAWT care folosesc acest tip de profil cu cavitati sau in trepte ca Pacwind sau FireflyPower .
Vezi si brevetele : US20100322770 si US20070224029
Din pacate testele in tunelul aerodinamic au aratat ca vortexul este instabil sau in cazul cel mai bun are o perioada foarte scurta de stabilitate fapt ce face imposibila reatasarea liniilor de curent pe suprafata profilului aerodinamic. Si testele asupra profilelor KFm au dovedit slabe performante aerodinamice in raport cu profilele aerodinamice gen NACA.
Totusi se incearca stabilizarea activa a vortexului (VortexCells2050) folosind senzori si suprafete de control.
Simularea CFD realizata de Profesor Kunio Kuwahara,
Institute of Space and Astronautical Science , Japan