This paper presents a comprehensive experimental and numerical investigation of the aerodynamics of a vertical-axis Darrieus wind turbine equipped with newly developed modified asymmetric blades intended to enhance performance at low and variable wind speeds. Using URANS modeling (SST k–ω) combined with full-scale testing, a detailed comparison was carried out against the classical NACA 0021 airfoil. The results show that the asymmetric profile increases starting torque by 30–40%, reduces negative torque by 20–25%, and decreases load pulsations by 15–20%, owing to the delayed onset of dynamic stall and the stabilization of the vortex wake structure. Within the optimal operating range of TSR = 2.5–4, an 18–22% increase in pressure differential is observed, resulting in a higher power coefficient; the maximum Cp reaches 0.15, exceeding that of the symmetric configuration by 20–25%. The agreement between CFD predictions and experimental measurements exceeds 95%, confirming the robustness of the numerical model employed. The findings clearly demonstrate the substantial effectiveness of the proposed blade geometry and its strong potential for next-generation VAWTs optimized for regions with low wind resources.

Таза және жаңартылатын энергия көздеріне әлемдік сұраныстың көбеюі жел энергисын өндіруге деген қызығушылықты арттырды. Савониус роторлары жел энергиясын электр энергиясына айналдыруға арналған ең танымал роторлардың бірі болып табылады, себебі Савониус турбиналарының қарапайымдылығы мен арзандығына байланысты. Және Савониус жел турбинасын желдің бағыты әртүрлі және жел жылдамдығы төмен аймақтарда қолдану тиімді. Савониус турбинасы қарапайым дизайнға ие, яғни оны энергия өнімділігін арттыру үшін оңай өзгертуге болады және төмен айналымдарда жұмыс істей алады. Бұл мақалада Савониус жел турбиналарының қалақшаларының әр-түрлі бұрышта орналасқан кездегі өнімділігін қарастырамыз. Тік осьті жел турбиналарының өнімділігін арттыру үшін көп сатылы Савониус роторларында бұралған қалақтарды қолданатын жаңа конфигурация әзірленді. Тиісінше, бір және екі сатылы Савониус роторларының бұралған жүздері зерттеліп, нәтижелері салыстырылды. Бұл зерттеуде екі сатылы Савониус жел турбинасыдағы 0°, 30° , 60° және 90° фазалық ығысу бұрыштарын қарастырамыз. Зерттеу кезінде 3D CFD модельдеу қолдану арқылы Савониус қалақшаларының әртүрлі коэффициенттерін, қысым мен жылдамдық таралу векторларын, контурларын аламыз. Есептеу барысында бір сатылы және екі сатылы ротор қалақшаларының көтеру күші, кедергі күші, қуат коэффициенттері және айналу момент коэффициенттері есептелінді. 90◦-та бұрылған екі сатылы роторының Cl және Cd жоғары, бірақ ең төменгі өнімділік Cp 0,13 мәнін берді. Электр энергиясын өндіру үшін Савониус жел турбиналарының ішінде 30◦-та бұрылған екі сатылы дизайн ротордың өнімділігін жақсартатын балама дизайн екенін анықтадық. Кілтті сөздер: Жаңартылатын энергия ,Савониус жел турбинасы,3D CFD модельдеу, кедергі күші, көтеруші күш.