Hidrodinámica de elementos de amortiguamiento del movimiento vertical de plataformas eólicas flotantes

Abstract

"Within the framework of collaborative projects of the National Research Program, INTA - CEHIPAR and CEHINAV (UPM) are carrying out a project on the hydrodynamic analysis of damping mechanisms of vertical motions (heave) in floating offshore wind turbines (FOWT) in which scale effects are evaluated of the hydrodynamic phenomena in order to increase damping, added mass and at the same time contributing to the structural resistance of the platform. The evaluation of the scale effects has been carried out through experimental tests at three different scales in a simplified model and at three different frequencies and amplitudes. It was verified with the analysis of the experimental tests that there are no significant scale effects, therefore the next phases are only carried out with a single model scale, the one with the largest scale. The increase in damping for this type of floating offshore wind turbines has been evaluated through different solutions. They were chosen based on numerical calculations by adding several disc setups at the bottom of one of the platform legs, in four different configurations: single disc, double discs of equal size and double unequal discs in two configurations. In these tests, the non-intrusive experimental technique of particle image velocimetry (PIV) and forces measurement on the cylinder in forced oscillations through of a vertical actuator has been used."

Dentro del marco de proyectos colaborativos del programa Retos del Plan Nacional, el INTA – CEHIPAR junto con el CEHINAV de la UPM lleva a cabo un proyecto de análisis hidrodinámico de mecanismos de amortiguamiento del movimiento vertical (arfada) en plataformas eólicas flotantes (FOWT) en el que se evalúan los efectos de escala de los fenómenos hidrodinámicos con el objetivo de aumentar el amortiguamiento, la masa añadida y al mismo tiempo contribuir a la resistencia estructural del conjunto. La evaluación de los efectos de escala se ha realizado mediante ensayos experimentales a tres escalas diferentes en un modelo simplificado y a tres frecuencias y amplitudes diferentes. Se comprueba con el análisis de los ensayos experimentales que no existen efectos de escala por lo que las siguientes fases solo se realizan con un único modelo, el de mayor escala. El aumento de amortiguamiento para este tipo de plataformas eólicas flotantes se ha evaluado a través de diferentes soluciones. Se eligieron, en base a cálculos numéricos y a la instalación de discos en la parte baja de uno de los cilindros de la plataforma en cuatro configuraciones diferentes: disco simple, discos dobles de igual tamaño y discos dobles desiguales en dos configuraciones. En estos ensayos se ha empleado la técnica experimental no intrusiva de velocimetría por imágenes de partículas y medición de fuerzas sobre el cilindro en oscilaciones forzadas mediante un actuador vertical.