Energy Harvesting Performance of a Flapping Foil with Leading Edge Motion

Prier, M.

F or c e d at a f or a fl a p pi n g f oil e n er g y h ar v e st er wit h a cti v e l e a di n g e d g e m oti o n o p er ati n g i n t h e l o w r e d u c e d fr e q u e n c y r a n g e i s c oll e ct e d t o d et er mi n e h o w l e a di n g e d g e m oti o n aff e ct s e n er g y h ar v e sti n g p erf or m a n c e. T h e f oil pi v ot s a b o ut t h e mi dc h or d a n d o p er at e s i n t h e l o w r e d u c e d fr e q u e n c y r a n g e of 𝑓𝑓 𝑓𝑓 / 𝑈𝑈 ∞ = 0. 0 6 , 0. 0 8, a n d 0. 1 0 wit h 𝑅𝑅 𝑅𝑅 = 2 0 ,0 0 0 − 3 0 ,0 0 0 , wit h a pit c hi n g a m plit u d e of 𝜃𝜃 0 = 7 0 ∘ , a n d a h e a vi n g a m plit u d e of ℎ 0 = 0. 5 𝑓𝑓 . It i s f o u n d t h at l e a di n g e d g e m oti o n s t h at r e d u c e t h e eff e cti v e a n gl e of att a c k e arl y t h e str o k e w or k t o b ot h i n cr e a s e t h e lift f or c e s a s w ell a s s hift t h e p e a k lift f or c e l at er i n t h e fl a p pi n g str o k e. L e a di n g e d g e m oti o n s i n w hi c h t h e eff e cti v e a n gl e of att a c k i s i n cr e a s e d e arl y i n t h e str o k e s h o w d e cr e a s e d p erf or m a n c e. I n a d diti o n a di s cr et e v ort e x m o d el wit h v ort e x s h e d di n g at t h e l e a di n g e d g e i s i m pl e m e nt f or t h e m oti o n s st u di e d; it i s f o u n d t h at t h e m e c h a ni s m f or s h e d di n g at t h e l e a di n g e d g e i s n ot a d e q u at e f or t hi s p ar a m et er r a n g e a n d t h e m o d el c o n si st e ntl y o v er pr e di ct s t h e a er o d y n a mi c f or c e s.

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