Modelamiento matemático, simulación del perfil aerodinámico y diseño del alabe de un aerogenerador bajo las condiciones de la ciudad de Cúcuta

Abstract

En este proyecto se realizó el modelamiento matemático, simulación y optimización del perfil aerodinámico con el objetivo de diseñar el álabe de un aerogenerador bajo las condiciones de la ciudad de Cúcuta. Para ello, se realizó una investigación bajo el enfoque cuantitativo como un estudio de tipo de investigación experimental y aplicada apoyada por el grupo de investigación de fluidos y térmicas (FLUTER). Como recurso de validación de los resultados aerodinámicos del perfil SG6043, el cual fue seleccionado mediante una nueva metodología y por presentar mejores condiciones aerodinámicas, se utilizaron estudios experimentales realizados en el Laboratorio de Aerodinámica Subsónica del Departamento de Ingeniería Aeronáutica y Astronáutica de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. El método numérico de paneles de vórtices de intensidad lineal, junto a un algoritmo de optimización basado en gradientes y el modelo de turbulencia k-kl-ω, fueron utilizados para desarrollar el modelamiento matemático, la optimización y simulación del perfil aerodinámico, respectivamente, para posteriormente desarrollar el diseño del álabe del aerogenerador por medio del método BEMT, arrojando resultados satisfactorios y en concordancia con los resultados experimentales. Como material de apoyo computacional se utilizaron herramientas como MATLAB para el modelamiento y optimización, y ANSYS FLUENT para la simulación del perfil aerodinámico.