Modelo y análisis computacional de la interacción fluido estructura (FSI) para el diseño de los alabes de una turbina eólica hawt (2018)
La investigación en energías renovables es un tema de interés prioritario en la actualidad. 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, las deformaciones y esfuerzos provocados en la estructura, se utilizó un modelo de interacción fluido estructura (FSI), que relaciona la mecánica de fluidos computacional (CFD) y el análisis de elementos finitos (FEA). La estructura del álabe se realiza 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 deformaciones 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.