Resumen

Existe una demanda en aumento en favorecer el desarrollo de una tecnología confiable para turbinas eólicas en aguas profundas. Por lo tanto, la tecnología de turbinas eólicas de ultramar ha recibido gran atención por la comunidad de investigadores. Sin embargo, la predicción de respuesta del sistema de soporte para turbinas eólicas de ultramar es aún un reto debido a la naturaleza no lineal y auto regulada del proceso de generación de vórtices inducidos por vibración. En este artículo, la implementación numérica de un procedimiento basado en la dinámica de fluidos computacional para la determinación de coeficientes de arrastre aumentados es presentada. El estudio numérico es efectuado para valores bajos de números de Keulegan-Carpenter con el propósito de predecir el incremento de la fuerza de arrastre debido al movimiento transversal al flujo. Los resultados de la simulación son comparados con formulaciones empíricas previamente desarrolladas. Buena concordancia es observada en estas comparaciones.

Introducción

Dos años después del terremoto del 11 de marzo y el tsunami resultante que causó una fusión en la planta nuclear de Fukushima Daiichi, la ocurrencia de futuros tsunamis que podrían golpear otras zonas costeras del mundo con igual o mayor fuerza había cambiado la percepción de que la energía nuclear es la mejor opción para satisfacer la creciente necesidad de electricidad en todo el mundo. Este hecho ha orientado los esfuerzos de investigación hacia la búsqueda de fuentes de energía renovables y, considerando que la energía eólica marina y la energía oceánica juntas podrían satisfacer potencialmente todas las demandas de energía limpia y fiable a largo plazo, en los últimos dos años se han propuesto muchos proyectos de investigación para desarrollar parques eólicos marinos. Además, el uso de turbinas eólicas flotantes en aguas profundas es una de las tecnologías más prometedoras para generar energía limpia y fiable. Las recientes limitaciones tecnológicas para la construcción en aguas profundas están relacionadas principalmente con la falta de sistemas estructurales fiables y rentables. Los componentes necesarios para el desarrollo de los aerogeneradores en alta mar incluyen, entre otros, el sistema de soporte que se basa en el uso de cables anclados en algunos casos al lecho marino para evitar el movimiento del aerogenerador debido al movimiento de las olas. Por lo tanto, se necesitan emplazamientos en aguas poco profundas para anclar los aerogeneradores de forma segura, lo que no es factible cerca de muchas ciudades importantes. 

• Materias:Turbinas Recursos energéticos renovables Energía eólica Dinámica de fluidos
• Subjects:Turbines Renewable energy sources Wind energy Fluid dynamics
• Palabras claves:Dinámica de fluidos computacional, Vibración inducida por vórtices, Coeficiente de arrastre, Coeficiente de inercia, Número de Keulegan-Carpenter, Vibración transversal al flujo
• Keywords:Computational fluid dynamics, Vortex-induced vibration, Drag coefficient, Inertia coefficient, Keulegan-Carpenter number, Cross-flow motion