Este modelo permite estudiar fenómenos aeroelásticos en aspas y turbinas eólicas, así como la interacción entre las turbinas eólicas y su entorno. Se cuenta con un modelo acoplado para simular temporalmente el comportamiento de las aspas de rotores eólicos. 

Se caracteriza por requerir bajo costo computacional debido a que las aspas se simulan como sólidos unidimensionales, mientras que como modelo fluidodinámico se utiliza el DRD-BEM basado en la teoría del momento del elemento de aspa, el cual es algebraico. 

Esto lo hace particularmente apto para ser acoplado con otros modelos que requieran simular las turbinas con bajo costo computacional. 

La generación de energía eólica difiere de otras formas convencionales de generación debido a la naturaleza estocástica del viento y, por esto, su pronóstico juega un papel fundamental para la inserción en un sistema eléctrico. Por otro lado, las características propias de la circulación atmosférica definen las cargas aerodinámicas sobre las turbinas, las que determinan las cargas estructurales y la capacidad de generación eléctrica de las mismas.

La interacción de las turbinas eólicas con su entorno es un problema donde aparecen típicamente diversas escalas espaciales y temporales. La sinóptica es la que modula el problema, pero también tiene una influencia importante en los fenómenos a escala local debido a la topografía del terreno y el efecto de la presencia de las turbinas.

Para esto se desarrollan modelos computacionales para estudiar las características de la circulación a escala local y evaluar la calidad de los pronósticos basados en el modelo WRF (Weather, Research and Forecast model). Es necesario también analizar estrategias combinadas (estocástico-dinámicas) para la generación de pronósticos de energía a corto plazo.

Esta metodología permite estudiar diferentes problemas relacionados con la generación de energía eólica:

• Análisis del recurso eólico en sitios de nuevas instalaciones.
• Prospección de la producción de nuevas centrales y análisis de factibilidad.
• Pronóstico de potencia generada para administración de centrales eólicas y del mercado eléctrico.
• Análisis estructural, mecánico y eléctrico de nuevos diseños de turbinas eólicas.

Objetivos

• Desarrollar herramientas de modelado numérico que mejoren las posibilidades de inserción de la energía eólica en el mercado eléctrico y el análisis estructural de turbinas eólicas.
• Estudiar la influencia de las turbinas eólicas en la circulación atmosférica y viceversa, con el fin de evaluar en qué medida los parques eólicos podrían afectar el tiempo y el clima a escala local así como también conocer cómo la circulación atmosférica afecta el diseño estructural de las turbinas.

El objetivo general de la línea de trabajo en la que se enmarca este proyecto es la implementación de modelos basados en la formulación híbrida, velocidad–vorticidad, de las ecuaciones de Navier-Stokes para simular problemas multifísica.

En primera instancia se busca establecer una metodología de simulación de los fenómenos de interacción fluido-estructura que aparecen ante la presencia de un sólido en un fluido en movimiento. Esta situación se da en muchos problemas de ingeniería en donde un fluido produce cargas de tipo hidro o aerodinámicas sobre una estructura y ésta, al deformarse, modifica el campo de velocidades del primero produciéndose una interacción que, si realimenta en forma positiva al sistema fluido-estructura, puede producir daños definitivos en esta última.

Por otro lado, se buscará simular la deformación termomecánica de flujos multifase. En este caso, las posibles complejas reologías de los diversos materiales y su dependencia con la temperatura y otras variables del problema representan un desafío para el modelado. En particular, se prevé la aplicación al estudio de la dinámica de deformación de las capas geológicas a mediana y gran escala. Las grandes deformaciones que aparecen en este problema hacen que resulte apropiada una formulación euleriana del mismo, particularmente a través del acoplamiento de las ecuaciones de Navier-Stokes en su formulación híbrida con el problema de transmisión de temperatura.