CaracterizaciĆ³n del flujo medio sobre una turbina eĆ³lica
| dc.contributor.advisor | Toro LabbƩ, Juan Pablo | |
| dc.contributor.author | Balloqui Marcel, VĆctor Adolfo | |
| dc.contributor.editor | Facultad de IngenierĆa | |
| dc.date.accessioned | 2021-04-13T19:37:37Z | |
| dc.date.available | 2021-04-13T19:37:37Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description | Memoria (Ingeniero Civil) | es |
| dc.description.abstract | Se implementĆ³ un modelo numĆ©rico del tipo URANS para estudiar las estadĆsticas de la turbulencia asociadas a un flujo de viento que actĆŗa sobre una turbina eĆ³lica sin rotaciĆ³n y en rĆ©gimen permanente. La turbina corresponde al modelo NTK65, de 31 m. de altura y 16,5 m. de diĆ”metro (D). La turbina enfrenta un flujo de viento cuya velocidad promedio es de 15 m/s en la direcciĆ³n longitudinal, y tiene asociado un nĆŗmero de Reynolds de aproximadamente 2*107 . La simulaciĆ³n numĆ©rica se llevĆ³ a cabo mediante el software OpenFOAM. En este trabajo se implementĆ³ el modelo de turbulencia k-3 estĆ”ndar, el cual a pesar de sus limitaciones para predecir flujos con separaciĆ³n o con fluctuaciones de velocidad distintas en las tres direcciones, sirve como caso canĆ³nico y de comparaciĆ³n para modelaciones con cierres de turbulencia mĆ”s sofisticados. Los perfiles de velocidad media y dĆ©ficit de velocidad media obtenidos de las simulaciones numĆ©ricas son cualitativamente similares a los encontrados en la literatura. Se encontrĆ³ que el dĆ©ficit mĆ”ximo de velocidad a 1D corriente abajo de la turbina es de un 60% y se ubica a una altura aproximada de 19 m. Haciendo un anĆ”lisis similar, se observĆ³ que a una distancia de 7D de la turbina, el dĆ©ficit de velocidad es de aproximadamente un 3%, lo cual indica que el flujo prĆ”cticamente ha recuperado su perfil de entrada. En otras palabras, el efecto de la estela sobre el perfil medio de velocidad en dicha ubicaciĆ³n, es bastante pequeƱo. Respecto a las estadĆsticas de la turbulencia, se encontraron valores mĆ”ximos de intensidad de turbulencia de un 24%, ubicados entre 0,25D y 1D corriente abajo de la turbina. Resultados experimentales con turbinas similares, indican que dichos valores mĆ”ximos se ubican entre 3D y 6D corriente abajo de la turbina. Estas diferencias pueden ser atribuibles a la advecciĆ³n generada por el movimiento rotatorio de los Ć”labes. Se espera que el presente trabajo sirva como base para modelar la misma turbina con modelos de turbulencia mĆ”s sofisticados, incluyendo tambiĆ©n el movimiento de los Ć”labes. | es |
| dc.description.abstract | A URANS type numerical model was implemented to study the turbulence statistics associated with a steady state wind flow that acts on a wind turbine without rotation. The turbine corresponds to the model NTK65, of 31 m. of height and 16,5 m. in diameter (D). The turbine faces a wind flow with an average velocity of 15 m/s in the longitudinal direction, at a Reynolds number of approximately 2*107 . The numerical simulation was carried out using the software OpenFOAM. In this work the standard k-ļ„ turbulence model was implemented, which despite its limitations to predict flows with separation or with different turbulence velocity fluctuations in the three directions, serves as a canonical and a comparison case for turbulence modeling with more sophisticated turbulence closures. The profiles of mean velocity and deficit of mean velocity obtained from the numerical simulations are qualitatively similar to those found in the literature. It was found that the maximum velocity deficit 1D downwind of the turbine was 60%, and it was located at an approximate height of 19 m. Following a similar analysis, it was observed that at a distance of 7D from the turbine, the velocity deficit was approximately 3%, which indicates that the flow has nearly recovered its inlet velocity profile. In other words, the effect of the wake on the average velocity profile at that location is very small. Regarding turbulence statistics, maximum turbulence intensity values of 24%, were found located between 0,25D and 1D downstream of the turbine. Experimental results with similar turbines, indicate that maximum values are located between 3D and 6D downstream of the turbine. These differences may be attributed to the advection generated by the rotary movement of the propeller blades. It is hoped that the present work will serve as a basis for modeling the same turbine with more sophisticated turbulence models, while also including the motion of the blades. | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.unab.cl/xmlui/handle/ria/18495 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad AndrƩs Bello | es |
| dc.subject | Turbinas EĆ³licas | es |
| dc.subject | Modelos MatemƔticos | es |
| dc.subject | Procesamiento de Datos | es |
| dc.subject | Turbulencia | es |
| dc.subject | EstadĆsticas | es |
| dc.title | CaracterizaciĆ³n del flujo medio sobre una turbina eĆ³lica | es |
| dc.title.alternative | Characterization of the mean flow through a wind turbine | es |
| dc.type | Tesis | es |
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