Simulación Bidimensional del Flujo Alrededor de una Turbina Eólica de Eje Vertical con Tres Palas Rectas para Diferentes Ángulos de Inclinación

Resumen Este estudio de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) bidimensional investiga el efecto del ángulo de inclinación de la pala en el rendimiento de una turbina eólica de eje vertical (VAWT). La investigación se centra en el análisis de las variaciones en las cargas aerodinámicas de las palas y las interacciones entre la pala y el vórtice para diferentes ángulos de inclinación de la pala. El modelo CFD se basa en una VAWT de tres palas rectas con perfiles NACA-0015. El rotor tiene un diámetro de 0.75 m con una relación de cuerda a diámetro de 0.16. Se han investigado ángulos de inclinación de la pala, que van desde 8 grados hacia dentro hasta 6 grados hacia fuera, utilizando simulaciones de Navier-Stokes Promediadas por Reynolds No Estacionarias (URANS) a un número de Reynolds basado en el diámetro fijo de 5·105. Los resultados muestran que modificar el ángulo de inclinación de la pala impacta el flujo alrededor de las palas y las cargas aerodinámicas de la pala, alterando el rendimiento general de la turbina. Ajustar el ángulo de inclinación de la pala de 0 grados a 2 grados hacia fuera, llevó a un aumento significativo (más del 6%) en el coeficiente de potencia de la turbina (Cp). Sin embargo, un aumento adicional en el ángulo de inclinación lleva a una disminución gradual del coeficiente de potencia. Mostramos que los resultados, obtenidos mediante un modelo CFD bidimensional, permiten describir las características principales observadas en este tipo de problemas.