Computational Simulation of Hydrokinetic Turbine Arrays and Their Interaction with the Seabed and Free Surface

Abstract

Las turbinas hidrocinéticas representan una gran oportunidad de aprovechamiento de la energía disponible tanto en ríos como en corrientes marinas. Esta tecnología se encuentra aún en un incipiente estado de madurez tecnológica y no se registra aplicación comercial masiva. En este trabajo se extenderá la aplicación de un modelo de Actuador Discal (AD), originalmente desarrollado para la representación de turbinas eólicas, a la simulación de turbinas hidrocinéticas en corrientes marinas utilizando mecánica de fluidos computacional (CFD), a través del software libre OpenFOAM. Luego, se utilizará este modelo para el estudio de la interacción entre turbinas y los efectos de estela que se producen al colocar varias de éstas en el mismo curso. Para ello, se tomarán en cuenta fenómenos relacionados con el entorno, como el bloqueo, el efecto del fondo y la interacción con la superficie libre. Esta última modelada con el método VOF (Volume of fluid) basado en el cálculo de la posición de la interfase a través de una malla fija. El modelo de turbulencia elegido para las simulaciones es k-w SST.