Resumen de Perfil de pala de turbina eólica de eje vertical de diseño bioinspirado: estudio comparativo y optimización mdediante modelo CFD parametrizado
- español
Con el objeto de mejorar la eficiencia de una turbina eólica de eje vertical tipo Savonius, en el presente trabajo se propone el uso de un perfil de pala de diseño bioinspirado basado en la espiral de Fibonacci: forma presente en numerosas ocasiones en la naturaleza. A partir de dicha geometría, se ha investigado el incremento de la eficiencia de la turbina por medio de sucesivos estudios comparativos, en los cuales se modifican parámetros geométricos que afectan a su eficiencia y se determina el valor óptimo para cada uno de ellos. Para ello han sido efectuados estudios por medio de modelos CFD 3D y ensayos en túnel de viento. Para una mejor gestión del proceso CFD, se ha parametrizado el modelo 3D y la estructura del estudio consiguiendo reducir los tiempos de elaboración y cálculo. Con el fin de validar la predicción del modelo CFD han sido construidos varios modelos de turbina con impresión 3D y se han ensayado en túnel de viento bajo iguales condiciones, confirmando así la superioridad de la nueva geometría. Los resultados obtenidos apuntan a que con el uso del perfil de pala Fibonacci el rendimiento se incrementa entorno a un 15% frente al perfil semicircular.
- English
With a view to improve the efficiency of a vertical axis wind turbine Savoniust type; in this document the use of bioinspired design blade profile relying on Fibonacci’s Spiral is proposed: a form presented repeatedly in nature. On this basis, a research study has been done about improving the efficiency of the turbine by means of successive comparative surveys, whereby geometric parameters that affect to efficiency were modified and optimal values were determined for each parameters. For that purpose research studies using 3D CFD and wind tunnel tests have been carried out. To improve the management of CFD, 3D model and study structure were parameterized thus achieving a reduction in manufacturing and computing times. With the aim of validate CFD model prediction several turbine models were printed in 3D and subsequently has been tested under the same conditions in a wind tunnel, confirming the superiority of the new geometry. The results obtained indicate that with the use of Fibonacci’s blade profile the turbine performance increases around a 15% versus semicircular blade profile.
- galego
Co obxecto de mellorar a eficiencia dunha turbina eólica de eixo vertical tipo Savonius, no presente traballo proponse o emprego dun perfil de pa de deseño bioinspirado beseado na espiral de Fibonacci: forma presente en numerosas ocasións na natureza. A partires de dita xeometría, investigouse o incremento da eficiencia da turbina por medio de sucesivos estudos comparativos, nos cales modifícanse parámetros xeométricos que afectan a súa eficiencia e se determina o valor óptimo para cada un deles. Para isto, efectuaronse estudos por medio de modelos CFD 3D e ensaios en túnel de vento. Para unha mellor xestión do proceso CFD, parametrizouse o modelo 3D e a estrutura do estudo acadando reducción de tempos de elaboración e cálculo. Co fin de validar a predicción do modelo CFD, foron construidos varios modelos de turbina con impresión 3D e ensaiados en túnel de vento baixo iguais condición, confirmando deste xeito a superioridade da nova xeometría. Os resultados obtidos sinalan que co emprego do perfil de pa Fibonacci o rendemento increméntase arredor dun 15% fronte o perfil de pa semicircular.
