Caracterización experimental y numérica de un tanque de olas en 2D
Palabras clave:
tanque de olas experimental, validación de tanque de olas numérico, caracterización de oleaje, BiMEP, Energías renovables marinas, modelos CFD.Resumen
El laboratorio de mecánica de Fluidos de la Escuela de Inge
niería de Bilbao dispone recientemente de un tanque de olas de
12.5 x 0.6 x 0.7 m (largo x ancho x alto) capaz de reproducir las
condiciones de mar que se dan en la infraestructura de investiga
ción en energías renovables marinas más representativa del País
Vasco (BiMEP-Biscay Marine Energy Platform y la Planta de Olas
de Mutriku). Este nuevo equipo tiene la capacidad de generar un
rango amplio de olas monocromáticas y pancromáticas a través
de un generador de tipo pistón. La oscilación de la superficie libre
se mide a través de sondas de ultrasonido y la energía de la ola
es disipada en la zona de extinción, con forma parabólica para
disminuir de forma significativa la reflexión a lo largo del tanque.
Se ha desarrollado un modelo CFD en STAR CCM+ basado en
las ecuaciones de Reynolds Averaged Navier Stokes (RANS) para
representar la turbulencia, y en la aproximación en estado no es
tacionario de Eulerian Volume of Fluid (VOF) para medir la eleva
ción de la superficie libre.
Este modelo numérico ha sido validado mediante ensayos ex
perimentales en un amplio rango de profundidades, alturas de ola,
longitudes de onda y periodos. Los ensayos se basan en la des
cripción de procesos hidrodinámicos de generación y propagación
de olas, y los resultados definen el generador para obtener la ola
deseada. Los resultados fueron analizados junto con las soluciones
analíticas obtenidas mediante la teoría de flujo potencial. Los ex
perimentos llevados a cabo en el presente trabajo establecen los
límites de operación del tanque de olas en lo que hace referencia
a la generación, propagación y extinción, definiendo así los rangos
de operación para futuros ensayos en los que se estudiará la inte
racción fluido-estructura con elementos flotantes, convertidores
de energía de olas y sistemas de fondeo.
