Resumo

SANCHEZ-POZOS, Miriam; LOPEZ-REBOLLAR, Boris Miguel; PALACIOS-GONZALEZ, J. Cuauhtémoc  e  MARIN-AGUILAR, Julio Cesar. Evaluación del coeficiente de potencia con esquemas DMST para rotores Darrieus con perfiles biomimetizados. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2025, vol.26, n.1, 4-2154.  Epub 12-Maio-2025. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2025.26.1.004.

La eficiencia aerodinámica de los aerogeneradores de eje vertical, especialmente del tipo Darrieus, es transcendente para maximizar su rendimiento energético. Este estudio evalúa perfiles aerodinámicos NACA0018 orientado en la implementación de protuberancias biomimetizadas en el borde de ataque, inspiradas en las aletas dorsales de la ballena jorobada, conocidas por sus maniobras hidrodinámicas destacadas. Se recurrió a dos metodologías basadas en la teoría del Tubo Doble de Corriente Múltiple (DMST, por sus siglas en inglés). Se examinó y comparó el desempeño para rotores tripala rectos (tipo H). Se modificó el perfil aerodinámico con una función cosenoidal en el borde frontal y se realizaron simulaciones numéricas con Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para determinar los coeficientes de arrastre y sustentación de los álabes individuales. Posteriormente, se aplicó la teoría del DMST para estimar los coeficientes de potencia (C p) y evaluar la eficiencia del rotor. Los resultados mostraron variaciones en los C p al emplear los dos esquemas DMST, destacándose diferencias apreciables en las gráficas C p-TSR. Un método simplifica el modelado del flujo y ajusta el factor de inducción axial de manera menos rigurosa, resultando en estimaciones mayores del C p. El otro método ofrece estimaciones más conservadoras y probablemente más precisas debido a una determinación más exhaustiva del factor de inducción axial. Aunque ambas metodologías presentan un patrón de comportamiento coherente en general, se identificaron diferencias sutiles cuando el TSR supera el 0.75, haciéndose notables cuando el TSR sobrepasa 1.75 con variaciones que alcanzan y superan 18 %. Estos hallazgos fomentan el avance en la comprensión y aplicación práctica de los métodos DMST en la aerodinámica de aeroturbinas, proporcionando conocimientos valiosos para futuras investigaciones y desarrollos en este campo.

Palavras-chave : Turbina Darrieus; ballena jorobada; tubérculo; CFD; simulación; DMST.

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