Resumen

Se presenta un procedimiento óptimo para el diseño de palas de rotor que generen bajas cargas vibratorias en el buje en condiciones de flujo no axial, y se aplica a un rotor de helicóptero en vuelo de avance, condición en la que las vibraciones y el ruido se vuelven severos. La forma de la pala y sus propiedades estructurales son los parámetros de diseño que se identifican mediante un algoritmo binario de optimización genética con una restricción de estabilidad aeroelástica. El proceso explota un solver aeroelástico basado en un modelo no lineal de tipo viga, adecuado para el análisis de álabes de eje curvo-elástico arbitrario, con la introducción de un modelo sustitutivo de afluencia de estela para el análisis de las cargas aerodinámicas seccionales. Se presentan resultados numéricos para demostrar la capacidad del enfoque propuesto para identificar palas de rotor con bajas cargas vibratorias en el buje, así como para evaluar la robustez de la solución en condiciones de funcionamiento fuera de diseño. Además, se lleva a cabo la evaluación aeroacústica de las configuraciones de rotor determinadas para examinar el impacto del diseño de palas de baja vibración en el campo de ruido emitido.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Turbinas Motores (Mecánica) Turbina eólica Energía cinética Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Turbines Engines Wind turbine Kinetic energy Turbomachine
• Palabras claves:buje vibratorio bajo, algoritmo binario de optimización genética, modelo sustitutivo de afluencia de estela, restricción de estabilidad aeroelástica, condiciones de funcionamiento de diseño, condiciones de flujo no axial, cargas aerodinámicas seccionales, diseño de álabes vibratorios, análisis, forma del álabe.
• Keywords:low vibratory hub, binary genetic optimization algorithm, surrogate wake inflow model, aeroelastic stability constraint, design operating conditions, nonaxial flow conditions, sectional aerodynamic loads, vibration blade design, analysis, blade shape