QBlade

QBlade es un software de simulación de código abierto y multiplataforma para el diseño de palas de turbinas eólicas y la simulación aerodinámica. ^{[ 1 ]} Viene con una interfaz gráfica de usuario (GUI) fácil de usar basada en Qt .

QBlade es un software de código abierto para el cálculo de turbinas eólicas , distribuido bajo la Licencia Pública Académica . El software se integra perfectamente con XFOIL , una herramienta de diseño y análisis de perfiles aerodinámicos . Su objetivo es el diseño y la simulación aerodinámica de las palas de las turbinas eólicas. La integración en XFOIL permite al usuario diseñar rápidamente perfiles aerodinámicos personalizados y calcular sus curvas de rendimiento, extrapolando los datos de rendimiento a un rango de 360° de ángulo de ataque , e integrándolos directamente en la simulación del rotor de la turbina eólica. La interfaz gráfica de usuario , que incluye una clase de gráficos dinámicos personalizada para la visualización de datos, hace que este software sea accesible a una amplia comunidad de usuarios potenciales.

QBlade es especialmente adecuado para la enseñanza, ya que proporciona una experiencia práctica en el diseño de rotores de turbinas eólicas de eje horizontal (HAWT) y muestra todas las relaciones fundamentales entre la torsión de las palas, la cuerda de las palas, el rendimiento del perfil aerodinámico , el control de la turbina y las curvas de potencia y carga de forma sencilla e intuitiva. QBlade también incluye el procesamiento posterior de las simulaciones de rotor realizadas y ofrece una visión profunda de todas las variables relevantes de las palas y el rotor.

El desarrollo de QBlade comenzó en 2009 en el Instituto Hermann Föttinger de la TU Berlín . La primera versión en línea, lanzada en 2010, recibió comentarios positivos que impulsaron la continuación del desarrollo. Tras la integración de un generador de campo de viento turbulento, un módulo de turbina eólica de eje vertical (VAWT) y un módulo estructural de viga Euler-Bernoulli (QFEM), se lanzó una versión actualizada (v0.8) del software el 9 de mayo de 2014. Una versión estable actualizada (v0.96) se lanzó en agosto de 2015. Esta incluía un nuevo módulo aerodinámico que sustituyó el BEM de QBlade por un nuevo módulo avanzado de teoría de la línea de sustentación (LLT) . Además, se implementó un modelo de vórtice de estela libre para la representación precisa de la estela cercana y lejana de la turbina. En agosto de 2022 se lanzó una nueva versión de QBlade. QBlade Community Edition (QBlade-CE 2.0.4) incluye todas las funcionalidades necesarias para la simulación aero-servo-hidroelástica de turbinas eólicas. Para el modelado de la dinámica estructural, QBlade integra la biblioteca multifísica Project Chrono .

La funcionalidad de QBlade incluye las siguientes características:

• Generación y modificación de perfiles aerodinámicos
• Generación polar y extrapolación
• Diseño del rotor (HAWT y VAWT), incluidos los elementos activos (como los flaps) y las estaciones de palas dañadas.
• Diseño de hélice
• Análisis BEM en estado estacionario, BEM paramétrico totalmente paralelizado
• Definición de turbina estructural impulsada por el Proyecto Chrono
• Elementos de cable para modelar cables de palas, cables de sujeción o líneas de amarre.
• Definición de subestructuras personalizadas (monopilote, estructura de soporte, pilotes flotantes)
• Integración perfecta de TurbSim de NREL para la generación de campos eólicos turbulentos.
• Generador de ondas lineales (espectros regulares, irregulares, personalizados y predefinidos)
• Integración del controlador (estilo blade, estilo DTU, estilo TUB)
• Simulaciones de turbinas eólicas aero-servo-hidroelásticas
• Funcionalidad de importación/exportación simplificada basada en ASCII para todos los objetos en QBlade.
• Preprocesador DLC compatible con IEC
• Simulación de turbinas múltiples
• Definición de turbina multirrotor
• Paralelización completa de simulaciones aero-hidro-elásticas
• Interfaz de línea de comandos
• Interfaz de bucle de software
• Capacidades de análisis modal

QBlade se distribuye bajo la Licencia Pública Académica . Su mantenimiento y desarrollo continuos se llevan a cabo en el Instituto Hermann Föttinger de la TU Berlín (Cátedra de Dinámica de Fluidos) y en QBlade.org .

QBlade ha sido validado con éxito frente al código de teoría de momento de elementos de pala WT_Perf del NWTC . Además, mostró una buena concordancia con los datos de rendimiento experimentales medidos en el túnel de viento del Centro de Investigación Ames de la NASA durante la campaña de pruebas de turbinas eólicas de 10 m del Laboratorio Nacional de Energías Renovables ^{[ 2 ].}

• Software para energía eólica
• teoría de los elementos de la hoja
• Teoría del momento
• XFOIL
• Teoría de la línea de sustentación

• Marten, D.; Pechlivanoglou G.; Nayeri CN; Paschereit CO (noviembre de 2010). "INTEGRACIÓN DE UNA HERRAMIENTA DE DISEÑO DE PALAS WT EN XFOIL/XFLR5". Actas de DEWEK .
• Hansen, Martin O. (2007). Aerodinámica de las turbinas eólicas . Earthscan. pág.  208. ISBN 978-1-84407-438-9.
• "Especificaciones de turbinas para la construcción de modelos" (PDF) . NREL. Archivado del original (PDF) el 2 de septiembre de 2011. Consultado el 28 de mayo de 2011 .

• Sitio web de QBlade
• Descarga de software
• Foro de usuarios
• Documentación
• Cátedra de Dinámica de Fluidos en la TU Berlín. Archivado el 19 de mayo de 2011 en Wayback Machine.