Estimación de las condiciones de viento en la zona costera utilizando datos de observación en tierra con modelos de dinámica de fluidos computacional y modelos de mesoescala
Autores: Konagaya, Mizuki; Ohsawa, Teruo; Mito, Toshinari; Misaki, Takeshi; Maruo, Taro; Baba, Yasuyuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estimación de las condiciones de viento en la zona costera utilizando datos de observación en tierra con modelos de dinámica de fluidos computacional y modelos de mesoescala
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Ciencia y tecnología de los recursos naturales
Palabras clave
Estudio
Modelos numéricos
Condiciones de viento
CFD
Modelos de mesoescala
LiDAR
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tuvo como objetivo establecer modelos numéricos para replicar las condiciones del viento en aguas cercanas a la costa, sensibles a la topografía terrestre, y comparar las características de los modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) y de mesoescala. Los datos de observación de detección y rango por luz Doppler vertical (LiDAR) se midieron en un sitio en tierra, lo que mostró que las condiciones del viento estaban afectadas por fenómenos termodinámicos, como la brisa terrestre y marina, y efectos dinámicos de la topografía terrestre vecina. La precisión de la estimación del modelo CFD dependía de la altura de los datos de entrada de LiDAR. Una altura cercana al objetivo, como la altura del buje de los aerogeneradores, parecía apropiada como datos de entrada, considerando que la precisión del corte de velocidad del viento replicado en un modelo numérico CFD puede ser incierta. El modelo de mesoescala replicó el viento a través del efecto termodinámico y estimó de manera confiable la velocidad del viento sobre aguas cercanas a la costa sin corrección de observación. Se detectaron errores de estimación más grandes en el modelo CFD que en el modelo de mesoescala, ya que el primero no podía tener en cuenta los efectos termodinámicos. Las condiciones del viento en áreas acuáticas cerca de costas complejas también pueden formarse por factores termodinámicos, lo que hace que el análisis utilizando un modelo de mesoescala sea ventajoso.
Descripción
Este estudio tuvo como objetivo establecer modelos numéricos para replicar las condiciones del viento en aguas cercanas a la costa, sensibles a la topografía terrestre, y comparar las características de los modelos de dinámica de fluidos computacional (CFD) y de mesoescala. Los datos de observación de detección y rango por luz Doppler vertical (LiDAR) se midieron en un sitio en tierra, lo que mostró que las condiciones del viento estaban afectadas por fenómenos termodinámicos, como la brisa terrestre y marina, y efectos dinámicos de la topografía terrestre vecina. La precisión de la estimación del modelo CFD dependía de la altura de los datos de entrada de LiDAR. Una altura cercana al objetivo, como la altura del buje de los aerogeneradores, parecía apropiada como datos de entrada, considerando que la precisión del corte de velocidad del viento replicado en un modelo numérico CFD puede ser incierta. El modelo de mesoescala replicó el viento a través del efecto termodinámico y estimó de manera confiable la velocidad del viento sobre aguas cercanas a la costa sin corrección de observación. Se detectaron errores de estimación más grandes en el modelo CFD que en el modelo de mesoescala, ya que el primero no podía tener en cuenta los efectos termodinámicos. Las condiciones del viento en áreas acuáticas cerca de costas complejas también pueden formarse por factores termodinámicos, lo que hace que el análisis utilizando un modelo de mesoescala sea ventajoso.