Interacciones Aerodinámicas No-Lineales e Inestacionarias en Turbinas Eólicas de Eje Horizontal y de Gran Potencia

Abstract

Mediante una herramienta computacional se simula numéricamente el comportamiento aerodinámico inestacionario y no-lineal de una turbina eólica de eje horizontal y de gran potencia (Large Horizontal-Axis Wind Turbines o LHAWT). El problema abordado es un fenómeno de múltiples interacciones aerodinámicas, entre las cuales se desean destacar aquellas relacionadas a la existencia de la capa límite terrestre y a la ruptura de las estelas vorticosas cuando impactan sobre la torre. El rango de velocidades de operación, conjugado con las grandes dimensiones del equipo da lugar a flujos con números de Reynolds altos. Este hecho avala la hipótesis de considerar que los efectos viscosos pueden ser confinados únicamente a las capas límites y a las estelas vorticosas que se desprenden desde los bordes filosos de las palas. El fenómeno aerodinámico es modelado mediante una versión modificada y ampliada de la técnica de red de vórtices no-lineal e inestacionaria, que permite determinar la evolución en el tiempo y en el espacio de las cargas aerodinámicas que actúan sobre las palas. Los resultados obtenidos ayudan a comprender como influyen en la eficiencia de una LHAWT la existencia de la capa límite terrestre y la interacción de las estelas con la torre portante. La capacidad de capturar los fenómenos anteriormente mencionados es uno de las capacidades más importantes de la herramienta computacional que esta siendo desarrollada