Validación de P-DNS para la Simulación Aerodinámica de Palas de Aerogeneradores

Resumen

Predecir con precisión la aerodinámica de las aspas de los aerogeneradores es crucial para mejorar su diseño y rendimiento. Fenómenos como la separación de la capa límite turbulenta afectan significativamente la eficiencia y generan efectos aeroelásticos por la interacción fluido-estructura. Los métodos numéricos de baja fidelidad no capturan estos comportamientos con precisión, y las simulaciones de alta fidelidad son costosas debido a los requisitos de la malla. Este trabajo valida el método P-DNS (Pseudo-Direct Numerical Simulation), que equilibra precisión y coste computacional. Se comparan resultados de simulaciones P-DNS con modelos clásicos de turbulencia contra datos experimentales de túnel de viento para diversos perfiles aerodinámicos (NACA0015, FFA-W3-301, FFA-W3-201) y condiciones de modelado (2D, 3D). Los coeficientes aerodinámicos muestran mejor ajuste con P-DNS debido a su mejor predicción de la adherencia del flujo, incluso en ángulos de ataque críticos y con mallas relativamente gruesas. Finalmente, se resuelve un modelo completo del generador Siemens 2,3 MW, confirmando la viabilidad y eficacia de P-DNS en la simulación de turbinas eólicas.