Verificación de herramientas para el estudio del comportamiento dinámico acoplado, y certificación de aerogeneradores marinos mediante fast/aerodyn y seafem

Abstract

El presente Trabajo Final de Máster, enmarcado en la ingeniería offshore, pretende realizar una investigación para, en primer lugar evaluar el comportamiento a nivel estructural de la torre del aerogenerador desarrollado por NREL: NREL 5MW Baseline, encastrado en la plataforma Spar OC3- Hywind, mediante el empleo del código FASTv.8, una herramienta que permite realizar simulaciones aero-hidro-servo-elásticas y, en segundo lugar, y debido a las dificultades que implica el uso del anterior código por la inexistencia de una interfaz gráfica, se pretende comparar los resultados obtenidos en las simulaciones con FAST, con los obtenidos con el software, fruto del acoplamiento entre este y SeaFEM, una herramienta de cálculo de hidrodinámica marina para artefactos y plataformas flotantes, que permitirá, entre otros factores, computar la hidrodinámica del artefacto empleando el Método de los Elementos Finitos. En resumen, las dos herramientas que serán empleadas a lo largo del Trabajo son las siguientes: 1. FAST/Aerodyn/ElastoDyn/ServoDyn/HydroDyn: es código de cálculo compuesto por una serie de módulos y preprocesadores, que permite realizar simulaciones aero-hidro-servoelásticas de aerogeneradores. Fue desarrollado por el National Renewable Energy Laboratory (NREL, Colorado, USA). 2. SeaFem: un conjunto de herramientas desarrolladas por la empresa catalana CompassIS. Permite resolver problemas de radiación-difracción en mallas no estructuradas mediante MEF en el dominio del tiempo. De validarse el funcionamiento del citado acoplamiento de códigos, se verificaría que la herramienta sería útil para certificar aerogeneradores marinos flotantes, con todas las ventajas que ofrece SeaFEM, en términos de interfaz gráfica, modelado mediante diseño asistido por ordenador (CAD) y capacidad de cálculo hidrodinámico (como se desarrollará más adelante), junto con la variabilidad de cálculos y simulaciones de condiciones adversas, tanto de funcionamiento del aerogenerador, como ambientales, que ofrece el código FAST.