Evaluación aerodinámica mediante CFD de dispositivos en punta de aspa para turbina eólica

• Parra Peñuela, Héctor ^[1] ; Gómez Rivera, William ^[1] ; Cerón, Hernán ^[2]
  1. [1] Universidad Militar Nueva Granada

     Universidad Militar Nueva Granada

     Colombia

     
  2. [2] Universidade de São Paulo

     Universidade de São Paulo

     Brasil

     
• Localización: Bistua: Revista de la Facultad de Ciencias Básicas, ISSN 0120-4211, Vol. 17, Nº. Extra 1 (Especial Congreso), 2019, págs. 70-79
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Aerodynamic evaluation with CFD of tip devices in blade for wind turbine
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  • español

    La región de la punta en las aspa de un rotor eólico se presenta el fenómeno de arrastre inducido, el cual disminuye la eficiencia aerodinámica de la turbina e incrementa los esfuerzos sobre la estructura. En este trabajo, se analizan computacionalmente (CFD) diferentes dispositivos de punta de aspa, con base en aplicaciones similares como Winglets, Split-Tips, Tip-Tanks, como alternativa de mejora de la aerodinámica. El Reynolds utilizado fue de Re =140000 y modelo RANS de turbulencia K-e, el ángulo de ataque (alfa) fue variado desde -25° hasta 25°. El análisis de los resultados mostró, respecto al aspa con punta base (sin modificación), incremento porcentual del coeficiente de sustentación (CL) así: Split-Tips = 3% Winglet = 4.6%, la punta tipo Tip-Tank no presentó mejora apreciable, La intensidad del vórtice de punta de aspa también mostró relación directa (incremento/disminución) cuando fue comparado con la variación del CD.

  • English

    The region of the tip in the blades of a wind rotor presents the phenomenon of induced drag, which decreases the aerodynamic efficiency of the turbine and increases the stresses on the structure. In this work, different tip devices are computationally analyzed (CFD), based on similar applications as Winglets, Split-Tips, TipTanks, as an alternative to improving aerodynamics. The Reynolds used was of Re = 140000 and model RANS of turbulence Kɛ, the angle of attack (alpha) was varied from -25 ° to 25 °. The analysis of the results showed, with respect to the blade with base tip (without modification), percentage increase of the lift coefficient (CL) as follows:

    Split-Tips = 3.5% Winglet = 4.6%, tip TipTank type did not present appreciable improvement The intensity of the tip tip vortex also showed a direct relationship (increase/decrease) when compared to the variation of the CD.