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Simulación de Aerodinámica de Aerogeneradores Usando el Marco Espectral/Elemental Nektar++

Autores: Abedi, Hamidreza; Eskilsson, Claes

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Simulación de Aerodinámica de Aerogeneradores Usando el Marco Espectral/Elemental Nektar++


Categoría

Energía

Subcategoría

Energía eólica

Palabras clave

Energía eólica
Desarrollo sostenible de energía
Aerodinámica de turbinas eólicas
Parques eólicos en alta mar
Modelo de Línea de Actuador
Nektar++

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La energía eólica desempeña un papel cada vez más vital en el desarrollo de energía sostenible. Sin embargo, simular con precisión la aerodinámica de las turbinas eólicas, particularmente en parques eólicos marinos, sigue siendo un desafío debido a factores ambientales complejos como la capa límite atmosférica marina. Este estudio investiga la integración y evaluación del Modelo de Línea de Actuador (ALM) dentro del marco espectral/elemento de alto orden, Nektar++, para simulaciones aerodinámicas de turbinas eólicas. El objetivo principal es evaluar la implementación y efectividad del ALM analizando las cargas aerodinámicas, el comportamiento del estela y las demandas computacionales. Se modela una turbina de tres palas NREL-5MW utilizando el ALM en Nektar++, con resultados comparados con herramientas establecidas de dinámica de fluidos computacional (CFD), incluyendo SOWFA y AMR-Wind. Los hallazgos demuestran que Nektar++ captura efectivamente los campos de velocidad y vorticidad en la estela de la turbina, mientras proporciona predicciones de carga aerodinámica que se alinean estrechamente con los modelos CFD de volumen finito. Además, el marco espectral/elemento exhibe una escalabilidad y eficiencia computacional favorables, lo que indica que Nektar++ es una herramienta prometedora para la investigación aerodinámica de turbinas eólicas y parques eólicos de alta fidelidad.

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