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Type: Tese
Title: Interação de ondas com parques eólicos offshore de tipo monopilar
Author(s)/Inventor(s): Aguilera Jiménez, Laura
Advisor: Neves, Claudio Freitas
Co-advisor: Rosman, Paulo Cesar Colonna
Abstract: Tradicionalmente, a interferência dos parques eólicos offshore (OWFs) nas ondas tem sido desconsiderada devido ao grande espaçamento entre turbinas e ao pequeno diâmetro delas em relação ao comprimento das ondas. Porém, o aumento de OWFs que superam as 100 turbinas faz necessário reavaliar o impacto nas ondas. O objetivo deste estudo é investigar a perturbação produzida por OWFs de tipo monopilar em ondas monocromáticas. Foram realizados estudos utilizando um modelo de interação onda-estrutura baseado na teoria potencial de primeira ordem (WAMIT®). Consideraramse arranjos de 1 até 70 monopilares e diferentes condições de ondas. Foram analisadas quantidades de primeira ordem, altura e velocidade no fundo, e quantidades promediadas de segunda ordem, tensões de radiação, nível médio e transporte de massa. Adicionalmente, foram realizados estudos de propagação de ondas com um modelo de resolução de fase (MPO-SisBaHiA), e comparados os resultados obtidos com os dois modelos em uma linha de controle localizada a sotamar dos OWFs. Os resultados mostraram que, apesar do grande espaçamento entre monopilares, a onda resultante dentro e fora do OWF é resultado das múltiplas interações entre as ondas espalhadas por todas as estruturas. Para determinadas configurações de parque e ondas incidentes, a perturbação provocada nas ondas foi relevante, capaz de modificar a dinâmica associada às ondas, o transporte de sedimentos local, e os processos litorâneos. O maior impacto foi observado para os casos com menor período e com um maior número total de monopilares que afetam simultáneamente uma crista.
Abstract: The large spacing between turbines and the small diameter in relation to the length of the waves has traditionally justified not considering the impact of offshore wind farms (OWFs) on waves. However, the increasing number of OWFs that exceed 100 turbines makes it necessary to reevaluate the impact on waves. The aim of this study is to investigate the impact of monopiles OWFs on monochromatic waves. Studies were carried out using a wave-structure interaction model based on the first order potential theory (WAMIT®), considering arrangements from 1 to 70 monopiles and different wave conditions. First-order quantities, height and bottom velocity, and mean time-averaged second-order quantities, radiation stress, mean level and mass transport, were analyzed. Additionally, the research included wave propagation studies with a phase resolving model (MPO-SisBaHiA), and the comparison between the results obtained with the two models at a OWFs’ downdrift control line. The results showed that, despite the large spacing between monopiles, the resulting wave inside and outside the OWF is the result of multiple interactions between all the scattered waves generated by the structures. For certain OWF configurations and incident waves, the wave disturbance was relevant, capable of modifying the waves’s dynamics, the local sediment transport, and the coastal processes. The most significant impact was observed for cases with shorter periods and greater total number of monopiles that simultaneously affect a wave crest.
Keywords: Interação onda-estrutura
Difração e reflexão de ondas
Propagação de ondas
Parques eólicos offshore
Difratometria de raios x
Wave-structure interaction
X-ray diffractometry
Wave diffraction and reflection
Offshore wind farms
Wave propagation
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA NAVAL E OCEANICA::TECNOLOGIA DE CONSTRUCAO NAVAL E DE SISTEMAS OCEANICAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Apr-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: AGUILERA JIMÉNEZ, Laura. Interação de ondas com parques eólicos offshore de tipo monopilar. 2020. 248 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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