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

• Main Authors: Kevin Molina, Daniel Ortega, Manuel Martínez, William Pinto-Hernández, Octavio Andrés González-Estrada
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universidad Industrial de Santander 2018-05-01
• Series: Revista UIS Ingenierías
• Subjects: álabe; BEM; diseño de perfiles; FSI; turbina eólica; HAWT
• Online Access: https://revistas.uis.edu.co/index.php/revistauisingenierias/article/view/8256

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.