Caracterización hidrodinámica de una columna de agua oscilante con boya spar mediante simulación numérica para la conversión de la energía oceánica

• Autor: Soto Oblea, Miguel Ángel
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/28157
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/28157
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Energías renovables; Columna de agua oscilante; Boya SPAR; Perfil de velocidades; Energía oceánica; Flujo de aire y simulación numérica; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.02

Esta investigación se adentra en el análisis de sistemas de Columna de Agua Oscilante con boya SPAR en áreas costeras, con un enfoque específico en la optimización de su diseño. El estudio evalúa y mejora diseños de sistemas SPAR usando simulaciones numéricas que consideran el comportamiento del fluido y las características geométricas del sistema. El análisis se centra en cómo las olas interactúan con la columna de agua y cómo estas interacciones impactan la conversión de energía, investigando el flujo de aire en la salida de la cámara de la columna de agua SPAR y cómo las fluctuaciones de presión, resultado de la oscilación de la columna de agua, influyen en dicho flujo. Se evaluaron diferentes diseños de columnas SPAR, ajustando el diámetro de la abertura de salida de aire comprimido para comprender cómo las variaciones geométricas afectan la velocidad del aire. Los resultados de los seis casos analizados indican que la velocidad del aire es inversamente proporcional al tamaño del agujero (a mayor diámetro, menor velocidad de flujo de aire) y directamente proporcional a la altura de las olas (a mayor altura, mayor velocidad de flujo de aire). El caso 2, con una ola de 0.53 m y un diámetro de 14 cm, mostró la mejor velocidad de salida del aire (6 m/s), sugiriendo que un menor diámetro y mayor altura de ola optimizan la velocidad del aire. La simulación en 3D, aunque computacionalmente intensiva, proporcionó una evaluación precisa de la interacción entre las olas y la boya SPAR, demostrando que la caracterización hidrodinámica favorece la conversión de energía oceánica en eléctrica.