Diseño y Estudio Numérico de una Turbina Hidrocinética de Baja Potencia

Abstract

En una turbina hidrocinética el flujo del cual se extrae la energía rodea por completo a la turbina, la energía aprovechable viene de parte de la velocidad de la corriente y su energía cinética. El objetivo general del presente trabajo radica en el diseño y estudio numérico de una turbina hidrocinética de baja potencia mediante CFD (Dinámica de Fluidos Computacional). El alcance, contempla el diseño de una turbina hidrocinética mediante la aplicación de las teorías conocidas en la rama de la Mecánica de los Fluidos y de la Mecánica Computacional, incluyendo el diseño de álabes, el cubo, y la carcasa, junto con su estructura de sujeción que la mantiene inmersa en el fluido. Son realizadas simulaciones tridimensionales mediante el uso del software ANSYS 19.0, con el objetivo de la estimar las cargas de diseño y determinación de condiciones nominales de operación, incluyendo resultados en régimen estacionario y no estacionario. Los resultados obtenidos con el modelo de turbulencia k-ε Realizable, en combinación con el algoritmo de cálculo SIMPLEC, y la utilización de mallas híbridas que involucran dominios estancos y rotantes permiten predecir la potencia, par y cargas de arrastre sobre la estructura.