Resumen

El objetivo principal de este estudio es estimar las cargas dinámicas que actúan sobre un perfil aerodinámico helado. Este trabajo estudia el rendimiento de las simulaciones de Navier-Stokes con promediado de Reynolds (URANS) no estacionario para predecir las oscilaciones sobre un perfil aerodinámico helado. La estructura y el tamaño de los vórtices promediados en el tiempo se comparan con las mediciones. Además, se investiga la precisión de un modelo de turbulencia de viscosidad de remolino de dos ecuaciones, el modelo de transporte de tensión de cizallamiento (SST), en el caso del análisis de carga dinámica sobre un perfil aerodinámico helado. El análisis fluidodinámico computacional se llevó a cabo para investigar el efecto de las acumulaciones críticas de hielo en un perfil aerodinámico NACA 0011 de 0,610 m de cuerda. La acumulación de hielo en el borde de ataque se simuló con placas planas (alerón-hielo) que se extienden a lo largo de la envergadura del álabe. Se calcularon y validaron los coeficientes de rendimiento aerodinámico y los perfiles de presión para el número de Reynolds de 1,83 × 106. Además, se estudiaron las burbujas de separación turbulenta. Los resultados numéricos confirman los dos fenómenos dependientes del tiempo observados en mediciones similares anteriores: (1) modo de baja frecuencia, con un número de Strouhal Sth≈0,013-0,02, y (2) modo de frecuencia más alta, con un número de Strouhal StL≈0,059-0,69. El movimiento de frecuencia más alta tiene las mismas características que el modo de desprendimiento y el movimiento de frecuencia más baja tiene las características del modo de aleteo.

• Materias:Máquinas eléctricas Propiedades mecánicas Mecánica de fluidos Turbina eólica Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Mechanical properties Fluid mechanics Wind turbine Turbomachine
• Palabras claves:perfil aerodinámico helado, análisis fluidodinámico computacional, modelo de turbulencia de viscosidad inducida, acumulación de hielo en los bordes, coeficientes de rendimiento aerodinámico, número de Strouhal sth≈0,013-0,02, acumulación crítica de hielo, análisis de carga dinámica, modo de frecuencia superior, movimiento de frecuencia superior
• Keywords:iced airfoil, computational fluid dynamic analysis, eddy viscosity turbulence model, edge glaze ice accretion, aerodynamic performance coefficients, strouhal number sth≈0, 013–0.02, critical ice accretions, dynamic load analysis, higher frequency mode, higher frequency motion