Modelo y análisis computacional de la interacción fluido estructura (FSI) para el diseño de los alabes de una turbina eólica hawt

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dc.contributor.advisorMartinez, Manuel de Jesus
dc.contributor.advisorGonzález Estrada, Octavio Andrés
dc.contributor.authorOrtega Alonso, Daniel Alejandro
dc.contributor.authorMolina Cuadros, Kevin Andrey
dc.date.accessioned2024-03-04T00:10:20Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:10:20Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractLa 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.
dc.description.abstractenglishNowadays, research in renewable energy is a subject of priority interest. In this work the mechanical behavior of the blade of a wind turbine is studied, analyzing the impact of the design of the blade on the amount of energy generated, and its structural response as a function of the forces induced by the air flow. In order to study the relationship between flow forces, deformations and forces induced in the structure, a Fluid Structure Interaction (FSI) model was used, which relates Computational Fluid Mechanics (CFD) and Finite Element Analysis (FEA). The blade structure is made using blade element momentum theory (BEM), taking constant properties related to the wind (speed, density, Reynolds), and the selection of a profile recommended by NACA, RISO, DU or NREL. Then, the same procedure is used for a profile designed using performance theories. Having these results for both types of blades, a comparison of the stresses and deformations due to the variations between the designed profile and the selected profile was made, analyzing the effects on the generated energy and the structural integrity of the turbine.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/39105
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectÁlabe
dc.subjectBem
dc.subjectDiseño De Perfiles
dc.subjectFsi
dc.subjectTurbina Eólica
dc.subjectHawt.
dc.subject.keywordBlade
dc.subject.keywordBem
dc.subject.keywordFsi
dc.subject.keywordHawt
dc.subject.keywordProfile Design
dc.subject.keywordWind Turbine.
dc.titleModelo y análisis computacional de la interacción fluido estructura (FSI) para el diseño de los alabes de una turbina eólica hawt
dc.title.englishModeling the fluid interaction structure (fsi) for the design of a wind turbine blade hawt
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Mecánica