Nuevo diseño aerodinámico de cuchilla de dos BWT y simulación CFD
Autores: Li, Guo; Dai, Juchuan; Zhang, Fan; Zuo, Chengming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Nuevo diseño aerodinámico de cuchilla de dos BWT y simulación CFD
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Turbinas eólicas
En alta mar
Diseño aerodinámico
Teoría de momento de elemento de ala
Perfil aerodinámico
Longitud de cuerda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la reducción de los costos de fabricación, transporte e instalación, las turbinas eólicas de dos palas (Two-BWT) son una opción viable para los parques eólicos marinos. Hasta ahora, no existe un modelo de diseño maduro para las Two-BWT en alta mar. Este documento propone un método de diseño aerodinámico para las palas de las Two-BWT en alta mar utilizando la teoría del momento de elemento de pala (BEM). Este método calcula el coeficiente de potencia de las Two-BWT por analogía con las turbinas eólicas de tres palas (Three-BWT), y luego determina el diámetro del rotor eólico. A continuación, el perfil aerodinámico, la longitud de la cuerda y el ángulo de torsión se consideran como los factores clave de diseño. Además, se adoptan, respectivamente, el método de combinación por tramos (PCM) para la distribución del perfil aerodinámico, el método de seno de tres puntos (Three-PSM) para la distribución de la longitud de la cuerda y el método de seno de dos puntos (Two-PSM) para la distribución del ángulo de torsión. Posteriormente, la velocidad de rotación mínima, bajo la velocidad del viento nominal y la potencia nominal, se toma como el objetivo de optimización para establecer el modelo de optimización. El campo de flujo global de las Two-BWT se construye basado en la tecnología CFD, y se investigan las características de la distribución de la velocidad del viento y la distribución de presión de las palas en el campo de flujo. Finalmente, los resultados de CFD se comparan con los resultados de la teoría BEM, y la consistencia de los resultados también muestra la viabilidad del método de diseño.
Descripción
Debido a la reducción de los costos de fabricación, transporte e instalación, las turbinas eólicas de dos palas (Two-BWT) son una opción viable para los parques eólicos marinos. Hasta ahora, no existe un modelo de diseño maduro para las Two-BWT en alta mar. Este documento propone un método de diseño aerodinámico para las palas de las Two-BWT en alta mar utilizando la teoría del momento de elemento de pala (BEM). Este método calcula el coeficiente de potencia de las Two-BWT por analogía con las turbinas eólicas de tres palas (Three-BWT), y luego determina el diámetro del rotor eólico. A continuación, el perfil aerodinámico, la longitud de la cuerda y el ángulo de torsión se consideran como los factores clave de diseño. Además, se adoptan, respectivamente, el método de combinación por tramos (PCM) para la distribución del perfil aerodinámico, el método de seno de tres puntos (Three-PSM) para la distribución de la longitud de la cuerda y el método de seno de dos puntos (Two-PSM) para la distribución del ángulo de torsión. Posteriormente, la velocidad de rotación mínima, bajo la velocidad del viento nominal y la potencia nominal, se toma como el objetivo de optimización para establecer el modelo de optimización. El campo de flujo global de las Two-BWT se construye basado en la tecnología CFD, y se investigan las características de la distribución de la velocidad del viento y la distribución de presión de las palas en el campo de flujo. Finalmente, los resultados de CFD se comparan con los resultados de la teoría BEM, y la consistencia de los resultados también muestra la viabilidad del método de diseño.