ESTUDIO INTEGRAL DE TURBINAS EÓLICAS - PARTE III: IMPLEMENTACIÓN COMPUTACIONAL

BRUNO A. ROCCIA; JOSÉ M. BOSSIO; SERGIO PREIDIKMAN; GUILLERMO R. BOSSIO

Comodoro Rivadavia

Congreso; VI MACI 2017 - Sexto Congreso de Matemática Aplicada, Computacional e Industrial; 2017

Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco/ASAMACI/SIAM

Este artículo es la tercera parte de una serie de tres documentos que tienen como objetivo mostrar el desarrollo de una herramienta numérica para el estudio electro-aero-servo-mecánico de grandes turbinas eólicas de eje horizontal (LHAWTs). Particularmente, en este trabajo se presentan los aspectos teóricos relacionados al desarrollo de una plataforma de co-simulación numérica que combina mediante un esquema de interacción fuerte: i) un modelo aerodinámico basado en el método de red de vórtices no lineal y no estacionario (UVLM), descrito en la Parte I; ii) un modelo dinámico multicuerpo flexible (FMBD) para la turbina, detallado en la Parte II; iii) un modelo de la máquina eléctrica, descrito también en la Parte II; y iv) un modelo de transferencia de información (MTI) entre el UVLM y el FMBD. Las ecuaciones que gobiernan la evolución temporal del sistema electro-aero-servo-mecánico son diferenciales algebraicas (DAEs) de índice 3, las cuales son reescritas como de índice 1 a través una técnica de reducción de índice. La integración de las ecuaciones de movimiento se realiza en forma numérica y simultánea en el dominio del tiempo mediante un esquema que combina el método predictor corrector de cuarto orden de Hamming con un procedimiento de estabilización para controlar/eliminar las desviaciones numéricas, las cuales surgen como consecuencia de la reducción de índice.