Resumo

MARIN-AGUILAR, Julio Cesar; SANCHEZ-POZOS, Miriam; PALACIOS-GONZALEZ, J. Cuauhtémoc  e  LOPEZ-REBOLLAR, Boris Miguel. Análisis aerodinámico de álabes Darrieus biomimetizado con aleta de ballena jorobada mediante CFD. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2025, vol.26, n.1, 5-2112.  Epub 12-Maio-2025. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2025.26.1.005.

La inserción de tubérculos en el borde de ataque de un perfil NACA0018, inspirándose en la anatomía de las aletas dorsales de la ballena jorobada, se realizó mediante la adaptación de un perfil cosenoidal. Para ello, se ajustaron la amplitud y el período respecto a la cuerda promedio del perfil, como parte de una estrategia pasiva para el control del flujo. Con el fin de estimar el comportamiento aerodinámico de los perfiles modificados, se realizaron simulaciones numéricas. Posteriormente, se comparó su rendimiento para implementarlos en un rotor tripala para un aerogenerador de eje vertical tipo Darrieus tripala recto (también conocido como tipo H). Los álabes propuestos fueron analizados mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD) con un enfoque basado en las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en el esquema de Reynolds (RANS, por sus siglas en inglés). Las gráficas de los coeficientes de arrastre y sustentación en función del ángulo de ataque revelaron que la presencia de los tubérculos influye en el rendimiento de los perfiles, especialmente el coeficiente de arrastre. Al examinar los coeficientes de potencia con el esquema denominado "Tubo Doble de Corriente Múltiple (DMST)", se identificó una variación del coeficiente de potencia en la aeroturbina para los casos analizados para distintos valores de la relación de velocidad en la punta (TSR). Se presentó un incremento en la eficiencia entre 5.42 % y 9.57 % (propuesta destacada), mientras que existió una disminución cercana a 40 % (propuesta desfavorable) en comparación con el rotor con álabes sin modificar. En consecuencia, la incorporación de los tubérculos puede ser una estrategia viable para mejorar el desempeño aerodinámico del aerogenerador.

Palavras-chave : Tubérculo; ballena jorobada; CFD; DMST; turbina Darrieus; simulación.

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