Estudio de la interacción fluido estructura en cuerpos aerodinámicos romos

Abstract

[ES] El presente Trabajo de Final de Máster de Ingeniería Aeronáutica consiste en un estudio del fenómeno de VIV mediante CFD (\textit{Computational Fluid Dynamics}), es decir, de las vibraciones inducidas de vórtices alrededor de una estructura, con aplicación en generación de potencia mediante aerogeneradores sin palas.

Tras una introducción teórica, se ha desarrollado y justificado la configuración de los casos utilizados, incidiendo en las herramientas utilizadas para ello que ofrece el código de CFD comercial STAR-CCM+. También se ha desarrollado un estudio de elementos finitos para el caso 3D. Una vez definidos los casos, se han presentado los resultados: Se han realizado los estudios de independencia de malla, paso temporal e iteraciones internas necesarios, se ha llevado a cabo un extenso estudio de sensibilidad de los parámetros que gobiernan los fenómenos de interacción fluido estructura y se ha realizado una ampliación a un caso tridimensional incidiendo en las diferencias observadas entre ambos.

[EN] The present Final Master’s Project in Aeronautical Engineering consists of a study of the VIV phenomenon through CFD ( textit Computational Fluid Dynamics), that is, of the vortexinduced vibrations around a structure, with application in power generation by using wind turbines without blades. After a theoretical introduction, the configuration of the cases used has been developed and justified, focusing on the tools used for this offered by the commercial CFD code STAR-CCM +. A finite element study has also been developed for the 3D case. Once the cases have been defined, the results have been presented: The studies of mesh independence, time step and necessary inner iterations have been carried out, an extensive study of the sensitivity of the parameters that govern the fluid structure interaction phenomena has been carried out and an extension to a three-dimensional case has been made, in order to observe the differences between both of them.

[CA] El present Treball de Final de Màster d’Enginyeria Aeronàutica consisteix en un estudi del fenomen de VIV mitjançant CFD ( textit Computational Fluid Dynamics), és a dir, de les vibracions induïdes de vòrtex al voltant d’una estructura, amb aplicació en generació de potència mitjançant aerogeneradors sense pales. Després d’una introducció teòrica, s’ha desenvolupat i justificat la configuració dels casos utilitzats, fent atenció en les eines utilitzades per això oferides pel codi de CFD comercial STAR-CCM +. També s’ha desenvolupat un estudi d’elements finits per al cas 3D. Una vegada definits els casos, s’han presentat els resultats: S’han realitzat els estudis d’independència de malla, pas temporal i iteracions internes necessaris, s’ha dut a terme un extens estudi de sensibilitat dels paràmetres que governen els fenòmens d’interacció fluid estructura i s’ha realitzat una ampliació a un cas tridimensional incidint en les diferències observades entre ambdós.