Estudio Numérico de la Aerodinámica de una Pequeña Turbina Eólica de Eje Horizontal Operando a Baja Velocidad del Viento
Autores: Younoussi, Somaya; Ettaouil, Abdeslem
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Numérico de la Aerodinámica de una Pequeña Turbina Eólica de Eje Horizontal Operando a Baja Velocidad del Viento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Turbina eólica
Método CFD
Momento de Elemento de Cuchilla
Ansys Fluent
Relación de Velocidad de Punta
Modelo de turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El presente trabajo tiene como objetivo estudiar las características aerodinámicas de una turbina eólica de eje horizontal (HAWT) de tres palas, diseñada recientemente, utilizando el método de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La geometría de la pala se diseña utilizando un método mejorado de Elemento de Palas y Momento (BEM) para ser similar en tamaño a la turbina eólica Ampair300. Se utiliza el modelo de turbulencia de transición de transporte de tensión cortante (SST) para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) en estado estacionario y tridimensional. Se utiliza el solucionador CFD Ansys Fluent para resolver el problema. Luego, se realiza una comparación entre las condiciones de operación de las dos turbinas monitoreando el coeficiente de presión, los contornos de presión y los vectores de velocidad en cinco posiciones radiales diferentes. Se lleva a cabo el análisis de los efectos de la Relación de Velocidad de Punta (TSR) en la eficiencia de la turbina y en el comportamiento del flujo en la pala y en el área cercana al remolino. Para una velocidad del viento de 8 m/s, también se investiga el ángulo de paso óptimo, y los resultados se preparan en función de cada TSR.
Descripción
El presente trabajo tiene como objetivo estudiar las características aerodinámicas de una turbina eólica de eje horizontal (HAWT) de tres palas, diseñada recientemente, utilizando el método de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). La geometría de la pala se diseña utilizando un método mejorado de Elemento de Palas y Momento (BEM) para ser similar en tamaño a la turbina eólica Ampair300. Se utiliza el modelo de turbulencia de transición de transporte de tensión cortante (SST) para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds (RANS) en estado estacionario y tridimensional. Se utiliza el solucionador CFD Ansys Fluent para resolver el problema. Luego, se realiza una comparación entre las condiciones de operación de las dos turbinas monitoreando el coeficiente de presión, los contornos de presión y los vectores de velocidad en cinco posiciones radiales diferentes. Se lleva a cabo el análisis de los efectos de la Relación de Velocidad de Punta (TSR) en la eficiencia de la turbina y en el comportamiento del flujo en la pala y en el área cercana al remolino. Para una velocidad del viento de 8 m/s, también se investiga el ángulo de paso óptimo, y los resultados se preparan en función de cada TSR.