Fuerzas hidrodinámicas extremas sobre una base flotante generadas por el estado del mar bajo: un caso de estudio de modelado CFD-FEA
Extreme hydrodynamic forces over a floating foundation generated by low sea state: a CFD-FEA modeling study case
Citación
Fecha
2021-02-18Autor
Gil Muñoz, Laura Valentina
Título obtenido
Ingeniero Civil
Palabras claves
; hidrodinamica; recursos energeticos renovables
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Resumen
El alto desarrollo de la industria offshore para apoyar nuevos proyectos de energía marina y renovable requiere una mejora constante de los métodos para el diseño de estructuras. Debido a que estudios recientes advirtieron que las cargas ambientales máximas ocurren durante estados de mar bajo y no durante estados de mar extremos como recomiendan los estándares de alta mar (por ejemplo, RP 2AWSD-2014), este estudio utilizó datos medidos de olas y corrientes para la validación. Se seleccionó la costa del Caribe colombiano como el área de estudio, y se utilizaron datos ADCP in situ combinados con Reanálisis y datos numéricos para identificar los estados del mar adecuados para el análisis. Luego, se seleccionaron 2 estados del mar bajo y 1 extremo y se extrajeron sus perfiles de corriente asociados, para proporcionar datos de entrada para las simulaciones CFD FEA y evaluar el efecto de las fuerzas hidrodinámicas sobre una estructura costa afuera. Los resultados mostraron que los perfiles de corriente durante los estados de baja mar generaron las máximas respuestas estructurales, lo que evidenció que las bajas alturas de las olas, combinadas con bajas velocidades del viento durante la marea refluida, producían las máximas fuerzas hidrodinámicas.
The high development of the offshore industry for supporting new marine and renewable energy projects requires a constant improvement of methods for structure designing. Because recent studies warned that maximum environmental loads occur during low sea states and not during extreme sea states as recommend the offshore standards (e.g RP 2AWSD-2014), this study used measured wave and current data for validation. The Colombian Caribbean coast was selected as the study area, and in situ ADCP data combined with Reanalysis and numerical data was used for identifying proper sea states for the analysis. Then, 2 low and 1 extreme sea states were selected and their associated current profiles were extracted, for providing input data for CFD FEA simulations and assessing the effect of the hydrodynamic forces over an offshore structure. The results showed that the current profiles during low sea states generated the maximum structural responses, what evidenced that low wave heights, combined with low wind speeds during Ebb tide, produced the maximum hydrodynamic forces.
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- Ingeniería Civil [381]