1. Repositorio Institucional del Tecnológico Nacional de México (RI - TecNM)
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7. Tesis de Maestría en Ingeniería Mecánica

Título:	Desarrollo de un sistema de sintonización para hidrogeneradores sin aspas de baja escala
Autor:	Andres Mauricio, Hugo%1316547
metadata.dc.subject.other:	Hidrogeneradores sin aspas, Oscilaciones inducidas por flujo (FIO), Vibraciones inducidas por vórtices (VIV), Galope (inestabilidad aero/hidrodinámica), Interacción fluido-estructura, Sintonización de vibraciones, Absorbedor dinámico de vibración (DVA), Modelo matemático no lineal, Sistema de dos grados de libertad, Generación de energía renovable
Data:	2026-04-24
Editora:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Descrição:	En este trabajo se evaluó el efecto de un sintonizador sobre el comportamiento dinámico de sistemas fluido-estructura autoexcitados, con especial atención a su aplicación en hidrogeneradores sin aspas que operan según el principio de oscilaciones inducidas por flujo (FIO). Tradicionalmente, estos sistemas se modelan mediante el acoplamiento entre los osciladores del fluido y de la estructura, lo que permite describir su comportamiento tanto en el régimen de vibraciones inducidas por vórtices (VIV) como en el de galope. Asimismo, se han identificado fenómenos de inestabilidad, como el lock-in, cuya diferenciación en este trabajo se basa en el número de Scruton, un parámetro que relaciona la masa y el amortiguamiento del sistema. Se seleccionaron condiciones con un número de Scruton elevado para separar adecuadamente las velocidades críticas asociadas a VIV y al galope, lo que permite analizar de forma independiente cada fenómeno. Esta separación se logra mediante coeficientes de galope obtenidos a partir de polinomios de orden superior (séptimo para secciones cuadradas y undécimo para secciones rectangulares), lo que garantiza una representación adecuada de las no linealidades de la fuerza de sustentación. A diferencia del enfoque convencional, en el que los absorbedores dinámicos de vibración (DVA) se emplean para suprimir las vibraciones, en este trabajo se propone su uso como sintonizadores. Para ello, se incorpora un DVA al sistema fluido-estructura, modelándolo como un sistema de dos grados de libertad. El modelo resultante se resolvió mediante el método numérico de Runge-Kutta de cuarto orden para sistemas no lineales, evaluando la respuesta dinámica ante distintas relaciones de masa entre el sistema principal y el secundario. Los resultados mostraron que, al incrementar la relación de masa de 0 a 0.9, se observan dos comportamientos diferenciados: i) en galope, se reduce la inestabilidad característica y se anticipa su aparición hasta en un 60% respecto al sistema sin sintonizador; ii) en VIV, la amplitud de oscilación aumenta hasta en un 80% y el intervalo de velocidades reducidas asociado a máximas amplitudes se incrementa hasta 18 veces. Finalmente, se propone un diseño conceptual de un prototipo de hidrogenerador a pequeña escala que sienta las bases para escalar el diseño a aplicaciones de mayor tamaño o a dispositivos microelectromecánicos, manteniendo la integridad de la respuesta dinámica y la eficiencia de sintonización del sistema.
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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