Aerodinámica de un perfil NACA 2412 modificado empleando elementos de control pasivo de flujo en una turbina Darrieus de cuatro palas.

Abstract

La investigación sobre perfiles aerodinámicos ha sido un campo de estudio continuo desde los primeros aviones tripulados, buscando mejorar la eficiencia y la movilidad de los vehículos aéreos. Este proyecto se centra en analizar el comportamiento aerodinámico del perfil NACA 2412 en una turbina Darrieus, conocida por su uso en la generación de energía limpia y compacta. Además, se modifica este perfil basándose en una geometría bio-inspirada, específicamente en las protuberancias presentes en las aletas de las ballenas jorobadas, que han demostrado mejorar la eficiencia aerodinámica. Para llevar a cabo este análisis, se emplearon herramientas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) utilizando el software ANSYS Fluent. Se realizaron simulaciones para evaluar parámetros como los coeficientes de sustentación, arrastre, torque y presión. Estas simulaciones permitieron determinar el patrón de turbulencia para cada configuración de perfil. La metodología incluyó la generación de mallas de alta calidad para los dominios de rotación y estáticos de la turbina, así como la aplicación del modelo de turbulencia k-ω SST para obtener resultados precisos. Se compararon los resultados de las simulaciones entre el perfil NACA 2412 y el perfil modificado, observándose diferencias significativas en los coeficientes aerodinámicos y la eficiencia general de la turbina. El estudio concluye que las modificaciones bio-inspiradas pueden ofrecer mejoras en la eficiencia de las turbinas Darrieus. Esta investigación contribuye al desarrollo de nuevas formas de generación de energía sostenible, destacando el potencial de las turbinas verticales en aplicaciones urbanas y rurales. El proyecto también subraya la importancia de la simulación numérica en el diseño y optimización de sistemas aerodinámicos complejos.