Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)

Les previsions de creixement de l'energia eòlica marina apunten a increments notables en les properes dècades. Un component d'aquest creixement dependrà de la tecnologia de plataformes flotants, que encara es troba en fases relativament incipients de maduresa. Entre els desafiaments a abor...

ver descrição completa

Detalhes bibliográficos
Autor: Carreño Pellitero, Albert
Tipo de documento: dissertação
Data de publicação:2024
País:España
Recursos:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositório:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:espanhol
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/406588
Acesso em linha:https://hdl.handle.net/2117/406588
Access Level:Acceso aberto
Palavra-chave:Wind power
Waves
Energía Eólica Marina
Plataformas flotantes
Fuerzas hidrodinámicas del oleaje de segundo orden
NEMOH v3.0
Funciones de Transferencia Cuadráticas
Teoría del flujo potencial
OpenFAST
WindCrete
Energia eòlica
Onades
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica, marítima i sanitària
id ES_c05d888334dcd99d92cdcfee1ebe477d
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/406588
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
title Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
spellingShingle Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
Carreño Pellitero, Albert
Wind power
Waves
Energía Eólica Marina
Plataformas flotantes
Fuerzas hidrodinámicas del oleaje de segundo orden
NEMOH v3.0
Funciones de Transferencia Cuadráticas
Teoría del flujo potencial
OpenFAST
WindCrete
Energia eòlica
Onades
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica, marítima i sanitària
title_short Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
title_full Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
title_fullStr Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
title_full_unstemmed Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
title_sort Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)
dc.creator.none.fl_str_mv Carreño Pellitero, Albert
author Carreño Pellitero, Albert
author_facet Carreño Pellitero, Albert
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Molins i Borrell, Climent
Trubat Casal, Pau
dc.subject.none.fl_str_mv Wind power
Waves
Energía Eólica Marina
Plataformas flotantes
Fuerzas hidrodinámicas del oleaje de segundo orden
NEMOH v3.0
Funciones de Transferencia Cuadráticas
Teoría del flujo potencial
OpenFAST
WindCrete
Energia eòlica
Onades
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica, marítima i sanitària
topic Wind power
Waves
Energía Eólica Marina
Plataformas flotantes
Fuerzas hidrodinámicas del oleaje de segundo orden
NEMOH v3.0
Funciones de Transferencia Cuadráticas
Teoría del flujo potencial
OpenFAST
WindCrete
Energia eòlica
Onades
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica, marítima i sanitària
description Les previsions de creixement de l'energia eòlica marina apunten a increments notables en les properes dècades. Un component d'aquest creixement dependrà de la tecnologia de plataformes flotants, que encara es troba en fases relativament incipients de maduresa. Entre els desafiaments a abordar, es troben les forces hidrodinàmiques generades per l'onatge. Fins a la data, una part significativa dels models existents només consideren les forces de l'onatge de primer ordre, mentre que els efectes de les forces de l'onatge de segon ordre romanen com un dels efectes menys estudiats en la interacció fluid-estructura. No obstant això, s'ha documentat que les forces de l'onatge de segon ordre poden donar lloc a fenòmens de ressonància, vibració i moviments de deriva lenta en les estructures marines flotants, en relació amb els períodes naturals de moviment d'aquestes estructures. En aquest context, aquest treball proposa el desenvolupament d'un codi en llenguatge de programació Python amb l'objectiu d'integrar el programari de codi obert NEMOH v3.0 per al càlcul de les forces de l'onatge en estructures marines amb FloaWDyn, un model numèric 3D acoblat aero-hidro-servo-elàstic desenvolupat a la Universitat Politècnica de Catalunya (BarcelonaTech–UPC). La versió més recent de NEMOH inclou el càlcul de les Funcions de Transferència Quadràtiques (Quadratic Transfer Functions, QTFs) en el mòdul de segon ordre, que són després utilitzades per calcular les forces de segon ordre utilitzant la teoria del flux potencial. La validació d'aquest model es realitza mitjançant comparació amb una solució semi-analítica per a un cilindre vertical en un onatge bicromàtic, i els resultats indiquen errors relatius mitjans de l'ordre del 20-25%. Per analitzar els potencials efectes de les forces de segon ordre sobre la plataforma WindCrete, s'ha emprat el model numèric OpenFAST desenvolupat pel National Renewable Energy Laboratory (NREL).
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024
2024-02-13
2024
2024-04-16
dc.type.none.fl_str_mv master thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
NA
http://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/406588
url https://hdl.handle.net/2117/406588
dc.language.none.fl_str_mv Español
spa
language_invalid_str_mv Español
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
Attribution 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869418471051231232
spelling Estudio de los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden en una plataforma flotante para turbinas eólicas de 15 MW (WindCrete)Carreño Pellitero, AlbertWind powerWavesEnergía Eólica MarinaPlataformas flotantesFuerzas hidrodinámicas del oleaje de segundo ordenNEMOH v3.0Funciones de Transferencia CuadráticasTeoría del flujo potencialOpenFASTWindCreteEnergia eòlicaOnadesÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica, marítima i sanitàriaLes previsions de creixement de l'energia eòlica marina apunten a increments notables en les properes dècades. Un component d'aquest creixement dependrà de la tecnologia de plataformes flotants, que encara es troba en fases relativament incipients de maduresa. Entre els desafiaments a abordar, es troben les forces hidrodinàmiques generades per l'onatge. Fins a la data, una part significativa dels models existents només consideren les forces de l'onatge de primer ordre, mentre que els efectes de les forces de l'onatge de segon ordre romanen com un dels efectes menys estudiats en la interacció fluid-estructura. No obstant això, s'ha documentat que les forces de l'onatge de segon ordre poden donar lloc a fenòmens de ressonància, vibració i moviments de deriva lenta en les estructures marines flotants, en relació amb els períodes naturals de moviment d'aquestes estructures. En aquest context, aquest treball proposa el desenvolupament d'un codi en llenguatge de programació Python amb l'objectiu d'integrar el programari de codi obert NEMOH v3.0 per al càlcul de les forces de l'onatge en estructures marines amb FloaWDyn, un model numèric 3D acoblat aero-hidro-servo-elàstic desenvolupat a la Universitat Politècnica de Catalunya (BarcelonaTech–UPC). La versió més recent de NEMOH inclou el càlcul de les Funcions de Transferència Quadràtiques (Quadratic Transfer Functions, QTFs) en el mòdul de segon ordre, que són després utilitzades per calcular les forces de segon ordre utilitzant la teoria del flux potencial. La validació d'aquest model es realitza mitjançant comparació amb una solució semi-analítica per a un cilindre vertical en un onatge bicromàtic, i els resultats indiquen errors relatius mitjans de l'ordre del 20-25%. Per analitzar els potencials efectes de les forces de segon ordre sobre la plataforma WindCrete, s'ha emprat el model numèric OpenFAST desenvolupat pel National Renewable Energy Laboratory (NREL).Las previsiones de crecimiento de la energía eólica marina apuntan a incrementos notables en las próximas décadas. Un componente de ese crecimiento dependerá de la tecnología de plataformas flotantes, que aún se encuentra en fases relativamente incipientes de madurez. Entre los desafíos por abordar, se encuentran las fuerzas hidrodinámicas generadas por el oleaje. Hasta la fecha, una parte significativa de los modelos existentes solo consideran las fuerzas del oleaje de primer orden, mientras que los efectos de las fuerzas del oleaje de segundo orden permanece como uno de los efectos menos estudiados en la interacción fluido–estructura. Sin embargo, se ha documentado que las fuerzas del oleaje de segundo orden pueden dar lugar a fenómenos de resonancia, vibración y movimientos de deriva lenta en las estructuras marinas flotantes, en relación con los períodos naturales de movimiento de dichas estructuras. En este contexto, este trabajo propone el desarrollo de un código en lenguaje de programación Python con el fin de integrar el software de código abierto NEMOH v3.0 para el cálculo de las fuerzas del oleaje en estructuras marinas con FloaWDyn, un modelo numérico 3D acoplado aero–hydro–servo–elástico desarrollado en la Universidad Politécnica de Cataluña (BarcelonaTech–UPC). La versión más reciente de NEMOH incluye el cálculo de las Funciones de Transferencia Cuadráticas (Quadratic Transfer Functions, QTFs) en el módulo de segundo orden, que son luego utilizadas para calcular las fuerzas de segundo orden utilizando la teoría del flujo potencial. La validación de este modelo se realiza mediante comparación con una solución semi–analítica para un cilindro vertical en un oleaje bicromático, y los resultados indican errores relativos promedio del orden del 20–25%. Para analizar los potenciales efectos de las fuerzas de segundo orden sobre la plataforma WindCrete, se ha empleado el modelo numérico OpenFAST desarrollado por el National Renewable Energy Laboratory (NREL).Forecasts for the growth of offshore wind energy point to significant increases in the coming decades. A component of this growth will depend on the technology of floating platforms, which is still in relatively early stages of maturity. Among the challenges to be addressed are the hydrodynamic forces generated by wave action. To date, a significant portion of existing models only consider first-order wave forces, while the effects of second-order wave forces remain one of the less studied aspects in fluid-structure interaction. However, it has been documented that second-order wave forces can lead to phenomena of resonance, vibration, and slow drift movements in floating marine structures, in relation to the natural periods of movement of these structures. In this context, this work proposes the development of a code in the Python programming language with the aim of integrating the open-source software NEMOH v3.0 for the calculation of wave forces in marine structures with FloaWDyn, a 3D numerical model of coupled aero-hydro-servo-elastic developed at the Polytechnic University of Catalonia (BarcelonaTech–UPC). The latest version of NEMOH includes the calculation of Quadratic Transfer Functions (QTFs) in the second-order module, which are then used to calculate second-order forces using potential flow theory. The validation of this model is carried out by comparison with a semi-analytical solution for a vertical cylinder in a biochromatic wave field, and the results indicate average relative errors of the order of 20-25%. To analyze the potential effects of second-order forces on the WindCrete platform, the OpenFAST numerical model developed by the National Renewable Energy Laboratory (NREL) has been used.Universitat Politècnica de CatalunyaMolins i Borrell, ClimentTrubat Casal, Pau20242024-02-1320242024-04-16master thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccNAhttp://purl.org/coar/version/c_be7fb7dd8ff6fe43info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/406588reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Españolspaopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/4065882026-05-27T15:37:01Z
score 15,300719

Registros relacionados