Investigación Numérica de un Sistema de Ladrillos Oceánicos
Autores: Bollineni, Hari; Wang, Xiuling; Toblas, Joshua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación Numérica de un Sistema de Ladrillos Oceánicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Dinámica de fluidos computacional
Sistema de ladrillos oceánicos
Estructuras de soporte en alta mar
Ansys fluent 2022 r1
Modelo numérico de olas
Reducción de la amplitud de las olas
Licencia
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Se desarrolla un modelo tridimensional de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para simular un Sistema de Ladrillos Oceánicos (OBS) colocado en un tanque de olas. Cuando se apilan, los ladrillos oceánicos están diseñados para resistir las fuerzas de las olas y las corrientes oceánicas, mejorando la estabilidad de las estructuras de soporte en alta mar, como los soportes base de turbinas eólicas offshore. En este estudio, se utiliza el software comercial Ansys Fluent 2022 R1 para las simulaciones. Se desarrolla una función definida por el usuario (UDF) para generar olas numéricas que replican de cerca las observadas en condiciones experimentales. El modelo de olas numéricas se valida primero contra datos teóricos de olas, mostrando una buena concordancia. Luego, el modelo CFD se valida utilizando datos experimentales de pruebas de OBS realizadas en el tanque de olas. Posteriormente, el estudio investiga cómo las estructuras OBS influyen en las olas de marea, específicamente, cómo reducen la amplitud de las olas y la presión ejercida sobre los ladrillos. Específicamente, la reducción de la amplitud de las olas es más efectiva para olas con longitudes de onda más cortas que para aquellas con longitudes de onda más largas, logrando hasta un 70% de reducción para olas con una amplitud de 0.785 m y un período de 5 s. Finalmente, se propone una modificación a la geometría original del ladrillo para reducir aún más la amplitud de las olas y mejorar la estabilidad de las plataformas OBS. Para la misma entrada de ola, la geometría del ladrillo modificada reduce efectivamente la energía de las olas, logrando una disminución del 89.2% en la amplitud de las olas.
Descripción
Se desarrolla un modelo tridimensional de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para simular un Sistema de Ladrillos Oceánicos (OBS) colocado en un tanque de olas. Cuando se apilan, los ladrillos oceánicos están diseñados para resistir las fuerzas de las olas y las corrientes oceánicas, mejorando la estabilidad de las estructuras de soporte en alta mar, como los soportes base de turbinas eólicas offshore. En este estudio, se utiliza el software comercial Ansys Fluent 2022 R1 para las simulaciones. Se desarrolla una función definida por el usuario (UDF) para generar olas numéricas que replican de cerca las observadas en condiciones experimentales. El modelo de olas numéricas se valida primero contra datos teóricos de olas, mostrando una buena concordancia. Luego, el modelo CFD se valida utilizando datos experimentales de pruebas de OBS realizadas en el tanque de olas. Posteriormente, el estudio investiga cómo las estructuras OBS influyen en las olas de marea, específicamente, cómo reducen la amplitud de las olas y la presión ejercida sobre los ladrillos. Específicamente, la reducción de la amplitud de las olas es más efectiva para olas con longitudes de onda más cortas que para aquellas con longitudes de onda más largas, logrando hasta un 70% de reducción para olas con una amplitud de 0.785 m y un período de 5 s. Finalmente, se propone una modificación a la geometría original del ladrillo para reducir aún más la amplitud de las olas y mejorar la estabilidad de las plataformas OBS. Para la misma entrada de ola, la geometría del ladrillo modificada reduce efectivamente la energía de las olas, logrando una disminución del 89.2% en la amplitud de las olas.