Optimización paramétrica de una turbina eólica de eje vertical de álabes rectos para el Cañón del Chicamocha

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dc.contributor.advisorChacón Velasco, Jorge Luis
dc.contributor.advisorGarcía Rodríguez, Luis Fernando
dc.contributor.authorRosero Ariza, Juan Diego
dc.contributor.evaluatorJaramillo Ibarra, Julián Ernesto
dc.contributor.evaluatorRomero, Carlos Alberto
dc.date.accessioned2024-02-12T20:20:38Z
dc.date.available2024-02-12T20:20:38Z
dc.date.created2024-02-12
dc.date.issued2024-02-12
dc.description.abstractLa microgeneración de energía a través de turbinas eólicas de eje vertical para bajas velocidades de viento en el departamento de Santander, Colombia, específicamente en el cañón del Chicamocha es viable. Sin embargo, existen diversos factores para el desarrollo de una turbina en la región, como lo son, la tipología de la turbina, solidez, relaciones de aspecto, perfil aerodinámico, longitud de cuerda, entre otros. En primer lugar, se desarrolla un algoritmo en el software MATLAB R2021a, en el cual se ingresan las variables físicas de la región tales como densidad, velocidad de viento y las variables de la turbina como el número de álabes, potencia deseada y ángulo de ataque deseado. El algoritmo tiene una serie de restricciones donde se tiene en cuenta la solidez de la turbina, la longitud de la cuerda y la relación de aspecto altura/diámetro. Una vez finalizado el algoritmo se procede a probar la optimización mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD), con el fin de predecir el desempeño que tendrá la turbina en operación. Para esto, es necesario conocer las condiciones de contorno adecuadas para llevar a cabo la simulación, la discretización de la malla y modelos de turbulencia a utilizar. Con base en lo mencionado anteriormente, se realiza un análisis en ANSYS FLUENT de las optimizaciones generadas por el algoritmo con el cual se obtuvo el coeficiente de sustentación (Cl) y el coeficiente de arrastre (Cd), con los cuales fue posible calcular el coeficiente de potencia de cada turbina, con el cual se eligió la opción que tenga mejor rendimiento en la región de interés.
dc.description.abstractenglishThe micro generation of energy through vertical axis wind turbines for low wind speeds in the department of Santander, Colombia, specifically in the Chicamocha canyon is viable. However, there are crucial factors for the development of a turbine in the region, such as the type of turbine, solidity, aspect ratios, aerodynamic profile, etc. First, an algorithm is developed in the MATLAB R2021a software, in which the physical variables of the region such as density, wind speed and turbine variables such as the number of blades, desired power and angle of attack are entered. wanted. The algorithm has a series of restrictions where the solidity of the turbine, the chord length and the height/diameter aspect ratio are considered. Once the algorithm is finished, the optimization is tested using computational fluid dynamics (CFD), to predict the performance that the turbine will have in operation. For this, it is necessary to know the appropriate boundary conditions to carry out the simulation, the discretization of the mesh and the turbulence models to be used. Based on the, an analysis is carried out in ANSYS FLUENT of the optimizations generated by the algorithm with which the lift coefficient (Cl) and the drag coefficient (Cd) were obtained, with which it was possible to calculate the coefficient of power of each turbine, with which the option that has the best performance in the region of interest was chosen.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001802214
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Mecánica
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-9569-0256
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/20.500.14071/15651
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectOptimización
dc.subjectCFD
dc.subjectVAWT
dc.subjectBaja velocidad
dc.subject.keywordOptimization
dc.subject.keywordCFD
dc.subject.keywordVAWT
dc.subject.keywordLow Speed
dc.titleOptimización paramétrica de una turbina eólica de eje vertical de álabes rectos para el Cañón del Chicamocha
dc.title.englishParametric Optimization of a Vertical Axis Wind Turbine with Straight Blades for the Chicamocha Canyon
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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