Evaluación paramétrica del rendimiento de chimeneas solares mediante simulación CFD y análisis estadístico multivariante con caras de Chernoff
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Date
2025-06-30
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Publisher
Universidad Peruana Unión
Abstract
Este artículo presenta un estudio integrado de simulación computacional (CFD) y análisis estadístico multivariante orientado a la optimización del diseño de chimeneas solares. Se tomó como referencia la planta de Manzanares, modelizada en ANSYS Fluent. Sobre la base de los resultados obtenidos, se exploraron once modelos de regresión para describir el comportamiento de la velocidad del aire en función del parámetro de escala, validando sus ecuaciones mediante métricas estadísticas y representaciones gráficas multivariantes. La metodología incluyó el uso innovador de Caras de Chernoff para sintetizar visualmente quince variables estadísticas por modelo, facilitando así la comparación estructurada y la identificación del modelo más representativo. El modelo de regresión de tipo potencia fue determinado como el más adecuado, al mostrar el mayor grado de ajuste sobre los datos simulados, coherencia teórica con el fenómeno físico modelado y una expresión visualmente favorable bajo distintos escenarios. Se formularon ecuaciones específicas para distintos niveles de irradiancia; además, se estimaron la eficiencia y la potencia generada, contrastando los resultados con investigaciones previas. El análisis fue enriquecido con la incorporación de variables geométricas como la altura y el radio de la chimenea y del colector, confirmando que la reducción de escala compromete significativamente el rendimiento. Este enfoque visual-estadístico no solo valida modelos derivados del CFD, sino que también introduce una herramienta intuitiva y eficaz para la toma de decisiones en ingeniería solar. Se concluye que las Caras de Chernoff constituyen una estrategia metodológica aplicable al estudio del rendimiento energético, abriendo nuevas líneas de investigación y diseño optimizado mediante visualización multivariante.
Description
Keywords
Chimeneas solares, CFD, Estadística multivariante, Caras de Chernoff, Regresión no lineal