Design and CFD analysis of a kaplan turbine for a hydroelectric power plant

El propósito central de este trabajo de fin de grado es utilizar la simulación numérica para analizar el comportamiento del flujo a través del rodete de una turbina hidráulica axial tipo Kaplan, con el objetivo de determinar su eficiencia, un parámetro clave en su diseño óptimo. Para ello, se presenta un enfoque didáctico y simplificado sobre el estudio de turbinas hidráulicas mediante dinámica de fluidos computacional (CFD). En primer lugar, se aborda un análisis de la ingeniería de turbomáquinas, donde se explican los principios teóricos que rigen su comportamiento y diseño, con especial énfasis en las turbinas hidráulicas. Además, se detallan las características de las centrales hidroeléctricas donde operan este tipo de máquinas. Para llevar a cabo el estudio y diseño de turbinas hidráulicas, se desarrollará un modelo de rodete que cumpla con los requisitos operativos y de suministro necesarios para su instalación en una central hidroeléctrica específica. Previo a la simulación y al análisis de los resultados, se introduce la metodología y los modelos empleados en la implementación de la computación numérica de fluidos. Finalmente, la geometría del rodete será modelada utilizando el software Ansys Fluent, así como su análisis, mallado y obtención y evaluación de resultados numéricos.