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The experimental campaigns are part of the European Innovative Training Network (ITN) AEOLUS4FUTURE Efficient Harvesting of the Wind Energy. The project is funded by the Horizon 2020 Research and Innovation program under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement no. 643167.

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Molina, AcAutor o Coautor

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27 de septiembre de 2022
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Artículo
Sí

Understanding the Aerodynamic Behavior and Energy Conversion Capability of Small Darrieus Vertical Axis Wind Turbines in Turbulent Flows

Publicado en:Energies. 13 (11): 2936- - 2020-06-01 13(11), DOI: 10.3390/en13112936

Autores: Balduzzi, Francesco; Zini, Marco; Carbo Molina, Andreu; Bartoli, Gianni; De Troyer, Tim; Runacres, Mark C; Ferrara, Giovanni; Bianchini, Alessandro

Afiliaciones

Univ Firenze, Dept Civil & Environm Engn DICEA, Via Santa Marta 3, I-50139 Florence, Italy - Autor o Coautor
Univ Firenze, Dept Ind Engn DIEF, Via Santa Marta 3, I-50139 Florence, Italy - Autor o Coautor
Univ Rey Juan Carlos, Aerosp Syst & Transport Res Grp, Camino Molino S-N, Madrid 28943, Spain - Autor o Coautor
Vrije Univ Brussel, Thermo & Fluid Dynam FLOW, Pl Laan 2, B-1050 Brussels, Belgium - Autor o Coautor

Resumen

Small Darrieus vertical-axis wind turbines (VAWTs) have recently been proposed as a possible solution for adoption in the built environment as their performance degrades less in complex and highly-turbulent flows. Some recent analyses have even shown an increase of the power coefficient for the large turbulence intensities and length scales typical of such environments. Starting from these insights, this study presents a combined numerical and experimental analysis aimed at assessing the physical phenomena that take place during the operation of a Darrieus VAWT in turbulent flows. Wind tunnel experiments provided a quantification of the performance variation of a two-blade VAWT rotor for different levels of turbulence intensity and length scale. Furthermore, detailed experiments on an individual airfoil provided an estimation of the aerodynamics at high turbulence levels and low Reynolds numbers. Computational fluid dynamics (CFD) simulations were used to extend the experimental results and to quantify the variation in the energy content of turbulent wind. Finally, the numerical and experimental inputs were synthetized into an engineering simulation tool, which can nicely predict the performance of a VAWT rotor under turbulent conditions.

Palabras clave

AerodynamicsCfdCfd simulationsComputational fluid dynamicsComputational fluid dynamics simulationsDarrieusEnergy conversionEngineering simulationExperimentsImpactInstallationLow reynolds numberNumerical and experimental analysisPerformancePerformance variationsReynolds numberRooftopTurbulenceTurbulence intensityTurbulent flowVawtVertical axis wind turbinesWind tunnel experimentWind tunnelsWind turbines

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Energies debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2020, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Control and Optimization. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q3 para la agencia WoS (JCR) en la categoría Energy & Fuels.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir del Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions, arroja un valor de: 2.3, lo que indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: Dimensions Jul 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-07-07, el siguiente número de citas:

  • WoS: 11
  • Scopus: 13

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-07-07:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 54.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 58 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 0.75.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 2 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Belgium; Italy.