CARACTERIZACIÓN EXPERIMENTAL Y NUMÉRICA DE UN TANQUE DE OLAS 2D

Resumen

El laboratorio de mecánica de Fluidos de la Escuela de Ingeniería 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 investigación 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 estacionario de Eulerian Volume of Fluid (VOF) para medir la elevación de la superficie libre. Este modelo numérico ha sido validado mediante ensayos experimentales en un rango amplio de profundidades, alturas de ola, longitudes de onda y periodos. Los ensayos se basan en la descripción 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 experimentos 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 interacción fluido-estructura con elementos flotantes, convertidores de energía de olas y sistemas de fondeo. Palabras clave: tanque de olas experimental, validación de tanque de olas numérico, caracterización de oleaje, BiMEP, Energías renovables marinas, modelos CFD