Investigación del rendimiento de la matriz de turbinas de marea utilizando dinámica de fluidos computacional en presencia de ondas
Autores: Atif, Muhammad; Iftikhar Qureshi, Hamid; Arslan Khan, Muhammad; Awwad, Fuad A.; Ismail, Emad A. A.
Idioma: Inglés
Editor: Rongjia Tao
Año: 2024
Acceso abierto
Investigación del rendimiento de la matriz de turbinas de marea utilizando dinámica de fluidos computacional en presencia de ondas
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Consultas: 15
Citaciones: Ingeniería mecánica aplicada: Diseño, manufactura y simulación
Los investigadores utilizan Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y el Modelo de Hoja Virtual (VBM) para evaluar el rendimiento de arreglos de turbinas de marea bajo condiciones de bloqueo y la interacción entre olas y corrientes. El estudio analiza cómo la proximidad a la superficie libre y las paredes del canal genera una aceleración del flujo que incrementa la eficiencia de las turbinas en comparación con sitios no confinados. Los resultados indican mejoras en el rendimiento de hasta un 7 % en disposiciones laterales y un 11 % en arreglos de flujo de corriente (streamwise) bajo efectos de bloqueo. Se determinó que el espaciamiento óptimo para un arreglo de tres turbinas es de 1.037 veces el diámetro del rotor en configuración lateral, mientras que en arreglos de dos filas, la distancia ideal entre hileras es de 0.9D. En escenarios con presencia de olas, se observaron fluctuaciones significativas en la potencia, alcanzando su nivel máximo cuando la cresta de la ola se sitúa directamente sobre el rotor. La investigación concluye que el modelo VBM es una herramienta eficaz para predecir la dinámica de estelas y optimizar el despliegue de turbinas en canales confinados, facilitando decisiones de diseño tanto en condiciones de flujo subcrítico como supercrítico.
Los investigadores utilizan Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) y el Modelo de Hoja Virtual (VBM) para evaluar el rendimiento de arreglos de turbinas de marea bajo condiciones de bloqueo y la interacción entre olas y corrientes. El estudio analiza cómo la proximidad a la superficie libre y las paredes del canal genera una aceleración del flujo que incrementa la eficiencia de las turbinas en comparación con sitios no confinados. Los resultados indican mejoras en el rendimiento de hasta un 7 % en disposiciones laterales y un 11 % en arreglos de flujo de corriente (streamwise) bajo efectos de bloqueo. Se determinó que el espaciamiento óptimo para un arreglo de tres turbinas es de 1.037 veces el diámetro del rotor en configuración lateral, mientras que en arreglos de dos filas, la distancia ideal entre hileras es de 0.9D. En escenarios con presencia de olas, se observaron fluctuaciones significativas en la potencia, alcanzando su nivel máximo cuando la cresta de la ola se sitúa directamente sobre el rotor. La investigación concluye que el modelo VBM es una herramienta eficaz para predecir la dinámica de estelas y optimizar el despliegue de turbinas en canales confinados, facilitando decisiones de diseño tanto en condiciones de flujo subcrítico como supercrítico.