Análisis de las características aerodinámicas de una turbina eólica flotante sometida a diferentes direcciones del viento y del movimiento de la plataforma
Autores: Wang, Bin; Liu, Yuyan; Zeng, Guanming; Lai, Yongqing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Análisis de las características aerodinámicas de una turbina eólica flotante sometida a diferentes direcciones del viento y del movimiento de la plataforma
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Turbinas eólicas flotantes en alta mar
Rendimiento aerodinámico
Turbina eólica NREL de 5 MW
ángulos de entrada
Movimientos de oleaje de la plataforma
Análisis de estela
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las turbinas eólicas flotantes en alta mar (FOWTs) están sujetas a cargas ambientales oceánicas complejas, lo que puede resultar en direcciones de viento y olas no colineales que pueden no alinearse con el eje del rotor, lo que potencialmente conduce a variaciones complejas en las características aerodinámicas. En este estudio, se investigó el rendimiento aerodinámico y el estela de la turbina eólica NREL de 5 MW bajo diferentes ángulos de entrada y movimientos de oleaje de la plataforma en varias direcciones utilizando el modelo de línea de actuador (ALM) implementado en OpenFOAM. Los resultados demuestran que un aumento en la amplitud del oleaje amplifica principalmente las fluctuaciones cíclicas en el empuje y el par del rotor, mientras que la dirección del movimiento de oleaje tiene una influencia negligible. En contraste, la entrada de viento en ángulo provoca una reducción sustancial tanto en los valores medios como en los picos de empuje y par. El análisis del estela revela además que la recuperación media del estela está predominantemente gobernada por el ángulo de guiñada. Bajo condiciones de entrada alineada, el estela permanece casi simétrico y muestra una sensibilidad limitada al movimiento de oleaje de la plataforma. Por el contrario, la entrada de viento en ángulo induce una deflexión significativa del estela con una distribución asimétrica de energía cinética turbulenta y una mezcla mejorada en la región aguas abajo.
Descripción
Las turbinas eólicas flotantes en alta mar (FOWTs) están sujetas a cargas ambientales oceánicas complejas, lo que puede resultar en direcciones de viento y olas no colineales que pueden no alinearse con el eje del rotor, lo que potencialmente conduce a variaciones complejas en las características aerodinámicas. En este estudio, se investigó el rendimiento aerodinámico y el estela de la turbina eólica NREL de 5 MW bajo diferentes ángulos de entrada y movimientos de oleaje de la plataforma en varias direcciones utilizando el modelo de línea de actuador (ALM) implementado en OpenFOAM. Los resultados demuestran que un aumento en la amplitud del oleaje amplifica principalmente las fluctuaciones cíclicas en el empuje y el par del rotor, mientras que la dirección del movimiento de oleaje tiene una influencia negligible. En contraste, la entrada de viento en ángulo provoca una reducción sustancial tanto en los valores medios como en los picos de empuje y par. El análisis del estela revela además que la recuperación media del estela está predominantemente gobernada por el ángulo de guiñada. Bajo condiciones de entrada alineada, el estela permanece casi simétrico y muestra una sensibilidad limitada al movimiento de oleaje de la plataforma. Por el contrario, la entrada de viento en ángulo induce una deflexión significativa del estela con una distribución asimétrica de energía cinética turbulenta y una mezcla mejorada en la región aguas abajo.