Diseño de álabes giratorios mediante simulaciones numéricas aplicado a una turbina eólica

Abstract

El objetivo del proyecto es simular una turbina eólica con la ayuda de un software de cálculo numérico denominado Star-CCM+, facilitado por CD-Adapco. El objetivo principal es obtener el rendimiento para poder comparar varias turbinas desde el punto de vista de la aerodinámica. En ningún caso se va a tener en cuenta otro tipo de estudios (estructurales, instalación de la turbina, proceso de generación...). Será importante entender todos los pasos hasta llegar a la simulación que se busca, con el fin de tener las bases para poder optimizar el proceso en otro posible proyecto, o incluso poder extrapolar el conocimiento adquirido a otro software similar. Por la misma razón, y por ser útil para este proyecto, se tratará de parametrizar todo lo posible la turbina. Esto permite introducir diferentes geometrías sin tener que comenzar a preparar la simulación desde cero. De esta forma se obtendrán resultados para varios diseños de la turbina, comparándolos y juzgando la veracidad de estos. Entre estos resultados, además del rendimiento, se encuentran magnitudes como la presión y la velocidad u otras magnitudes referentes a la simulación (tiempos de simulación, memoria, etc). Se van a manejar dos tipos de simulación: una para obtener el rendimiento de la turbina a una velocidad de giro y otra para obtener la curva de rendimiento frente esta velocidad. Las razones se explicarán cuando se considere oportuno.

The aim of this project is to simulate a wind turbine using the software available thanks to CD-Adapco, Star- CCM+. The main goal is to calculate its efficiency in order to be able to compare several cases. Only aerodinamycs results will be considered- not structural, installing or generating problems. It will be important going step by step so that all the process is understood correctly. This can be useful to optimize the process, as well as to acquire useful knowledge to make any other project or use any other software of the same kind. Parametric design will be included for the same reason. Moreover, it makes the designing process easier and allow us to change the geometry faster. Results from different turbine designs will be obtained and compared with each other, being analyzed in order to know if they are trustworthy. For instance, besides the efficiency, velocity and pressure will be shown, as well as other results related with the simulation, such as the simulating time or the required Two sort of simulation will be run: the first one will calculate the efficiency with a fixed angular speed, whereas the second one will calculate the efficiency as a function of this. The reasons will be given later.