ANDRADE-TERAN, Cristian. Simulación numérica de la interacción fluido-estructura para predecir la respuesta de aerogeneradores sin palas a vibraciones inducidas por el viento en ciudades compactas. []. , 13, 2, pp.1-16. ISSN 1390-6542.  https://doi.org/10.29019/enfoqueute.796.

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En este artículo se presenta un análisis de la respuesta fluido-estructura de los aerogeneradores sin palas que funcionan por resonancia aeroelástica inducida, los cuales pueden ser utilizados en ciudades o pueblos pequeños para formar parte de un urbanismo sostenible. En este análisis se llevan a cabo simulaciones numéricas del comportamiento del viento y del efecto denominado vórtices de von Karman que produce al rodear la estructura del aerogenerador utilizando como datos de entrada las velocidades del viento medidas por la Estación Meteorológica Mariscal Sucre en Quito. Las simulaciones CFD determinan la señal de excitación causada por los diferentes flujos de viento existentes. Asimismo, los efectos que estas oscilaciones causan en la estructura se simulan a través de un estudio modal y respuesta armónica a resonancia. Los resultados obtenidos muestran un aumento proporcional en la frecuencia y amplitud del desprendimiento de vórtices al aumento de la velocidad del viento, lo que provoca diferentes señales de excitación que hacen que el aerogenerador oscile con amplitudes entre 6 a 11 cm. Finalmente, las simulaciones transitorias muestran que la presencia de casas y edificios en las cercanías en donde se instala el aerogenerador hacen que la dirección de la calle de vórtices varíe, así como las alteraciones en la frecuencia y amplitud de la excitación.

This article presents an analysis of the Fluid-Structure response of bladeless wind turbines that work by induced aeroelastic resonance, which can be used in cities or small towns to form part of sustainable urban planning. In it, numerical simulations of the behavior of the wind and the effect called Von Karman Vortices that it produces when surrounding the structure of the wind turbine are carried out, taking as input data the wind speeds measured by the Mariscal Sucre Meteorological Station in Quito. CFD simulations determine the excitation signal caused by the different existing wind flows, the effects that these oscillations cause on the structure are simulated through a modal study and harmonic response to resonance. The results obtained show a proportional increase in the frequency and amplitude of the vortex shedding to the increase in wind speed, causing different excitation signals that cause the wind turbine to oscillate with amplitudes between 6 and 11 cm. Finally, the transient simulations show that the presence of houses and buildings in the vicinity where the wind turbine is installed causes the direction of the vortex street to vary, as well as alterations in the frequency and amplitude of the excitation.

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