Modelado de la interacción fluido estructura (FSI) para el diseño de una turbina eólica HAWT

  • Kevin Molina Unidades Tecnológicas de Santander
  • Daniel Ortega Unidades Tecnológicas de Santander
  • Manuel Martínez Universidad Industrial de Santander
  • William Pinto-Hernández Universidad Industrial de Santander
  • Octavio Andrés González-Estrada Universidad Industrial de Santander http://orcid.org/0000-0002-2778-3389

Resumen

En este trabajo se estudia el comportamiento mecánico del álabe de una turbina eólica, analizando el impacto del diseño del álabe en la cantidad de energía generada, y su respuesta estructural en función de las fuerzas inducidas por el flujo de aire. Para estudiar la relación entre las fuerzas del flujo, los desplazamientos y esfuerzos provocados en la estructura, utilizamos un modelo de interacción fluido estructura (FSI). La estructura del álabe se diseña por medio de la teoría del momento y el elemento de pala (BEM), tomando como puntos de partida constantes referentes al viento (velocidad, densidad, Reynolds) y la selección de un perfil recomendado por la NACA, RISO, DU o NREL. Posteriormente, se efectúa el mismo procedimiento para un perfil diseñado mediante teorías de desempeño. Teniendo los resultados de estos dos tipos de álabes, se realiza una comparación de los esfuerzos y desplazamientos debidos a las variaciones entre el perfil diseñado y el perfil seleccionado, estudiando cómo esta variación afecta la energía generada de la turbina y su integridad estructural.

Palabras clave: álabe, BEM, diseño de perfiles, FSI, turbina eólica, HAWT

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Biografía del autor/a

Octavio Andrés González-Estrada, Universidad Industrial de Santander

Ingeniero Mecánico , MSc, PhD

Profesor planta, Escuela de Ingeniería Mecánica, Universidad Industrial de Santander

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Publicado
2018-05-30

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