Simulación computacional de la interacción aerodinámica entre cuerpos inmersos para aplicaciones de cosecha de energía del viento

Abstract

Los dispositivos de cosecha de energía eólica basados en el movimiento inducido por vórtices han adquirido un creciente interés en los últimos años. Estos representan una potencial alternativa a pequeñas baterías para alimentar dispositivos electrónicos de baja potencia, tales como sensores inalámbricos, transceptores de radiofrecuencia, cámaras, etc. En este trabajo, se analizó numéricamente el fenómeno de las vibraciones inducidas por vórtices en un arreglo de dos cuerpos cilíndricos, con diferentes restricciones de movimiento, inmersos en una corriente de aire. Se estudió la influencia de la separación entre los cuerpos sobre la frecuencia y la amplitud de la potencia transferida por el fluido al cuerpo móvil. El fin de este trabajo es cuantificar la potencialidad de estas configuraciones para su aplicación en la cosecha de energía eólica. Se empleó el software OpenFOAM para realizar las simulaciones de CFD, así como otros programas y aplicaciones de software libre. Se hizo especial énfasis en la generación de estrategias que permitieran realizar simulaciones complejas con el mínimo costo computacional posible. Se encontró que la separación entre los cilindros y el comportamiento del fluido en el espacio entre ambos puede tener un gran impacto en la potencia total generada por el sistema. De modo que puede generar la completa anulación de dicha potencia o el incremento sustancial de la misma. Las investigaciones similares hasta la fecha se concentraron principalmente en la influencia de la velocidad. Sin embargo, son escasos los estudios que analizaron la influencia de la separación entre cosechadores. Si bien es necesario realizar pruebas (numéricas y experimentales) aún más minuciosas, los resultados acá encontrados pueden ser de mucha utilidad para mejorar las posibilidades de generación eléctrica mediante estos mecanismos.