Rugosidades Biomiméticas de Tiburón en el Diseño de Álabes de Aerogeneradores de Eje Horizontal

Abstract

En este trabajo de tesis se realizó un estudio sobre el uso de rugosidades biomiméticas de tiburón en el diseño de álabes para aerogeneradores de eje horizontal. Se implementó un modelo matemático con el fin de obtener los parámetros de diseño para cuatro aspas con una longitud de envergadura de un metro, con diferentes perfiles aerodinámicos, dos simétricos y dos asimétricos. También, se diseñó una rugosidad inspirada en las escamas de tiburón de la especie Mako (Isurus oxyrinchus) a diferentes escalas para reducir la fuerza de arrastre. Seguido de una selección del diseño del aspa mediante una simulación en CFD, donde se utilizó un modelo de turbulencia SST k-Ꙍ, donde el diseño con el perfil NACA 2412 presento la mejor eficiencia aerodinámica. De la cual se extrajeron cinco secciones del aspa con una envergadura de un centímetro para implementar las escamas de tiburón sobre su superficie a lo largo del lado succión y analizar la relación entre el coeficiente de sustentación y de arrastre por medio de una simulación en CFD. Los resultados obtenidos demuestran que al implementar rugosidades de tiburón sobre un perfil aerodinámico incrementa la eficiencia aerodinámica del aspa comparada con una lisa, sin embargo, este incremento puede depender de las escalas utilizadas y de la distribución.