A busca por energia renovável aumentou significativamente, com parques eólicos maiores e mais difundidos, tanto onshore quanto offshore. Neste cenário, turbinas eólicas flutuantes (FOWTs) são uma opção altamente atrativa para aproveitar o grande potencial de recursos energéticos que existe em águas mais profundas. FOWTs estão, no entanto, expostas a carregamentos mais complexos, que incluem ondas, correnteza, aerodinâmica das pás e a dinâmica do sistema de amarração. Ensaios experimentais em tanque de provas são amplamente empregados na indústria offshore para verificar a dinâmica dos sistemas. Entretanto, devido a incidência de onda e vento, simultaneamente, a modelagem da FOWT é desafiadora. Ao se adotar a Escala de Froude tanto para as ondas e quanto para os ventos, é impossível alcançar, simultaneamente, a semelhança de Reynolds, resultando em um comportamento aerodinâmico das pás distinto nas duas escalas. Ferramentas computacionais eficientes já estão disponíveis para se prever o desempenho das FOWTs. No entanto, a maioria dessas ferramentas é baseada na Teoria da Quantidade de Movimento do Elemento de Pá (BEMT), que não considera aspectos mais detalhados da tridimensionalidade do escoamento ao redor do rotor. Uma descrição mais refinada desse escoamento, como a baseada em um código de Dinâmica dos Fluidos Computacional CFD), pode ser útil para uma melhor compreensão do carregamento e desempenho da FOWT e, portanto, ser uma ferramenta importante para melhorar seu projeto. Neste trabalho, um código CFD comercial baseado nas equações médias de ReynoldsNavier Stokes são empregadas para avaliar e caracterizar o comportamento aerodinâmico da turbina NREL 5MW, tanto em escala real como na escala de modelo, esta adotada conforme aos testes da OC4 FOWT. As simulações foram realizadas para diferentes razões de velocidade de ponta da pá (TSR), variando-se a velocidade angular para uma velocidade constante e uniforme do vento, e os efeitos da escala por Froude na aerodinâmica das pás são apresentados e discutidos. Verifica-se que os resultados, de modo geral, estão de acordo com as análises numéricas prévias apresentadas na literatura. Em particular, a concordância dos resultados numéricos obtidos com os dados experimentais disponíveis é muito boa, mesmo para os coeficientes de potência negativos que podem ocorrer em escala de modelo, algo que trabalhos numéricos anteriores relataram ser difícil de reproduzir.

The search for renewable energy continues to increase significantly, leading to larger and more widespread wind farms, both onshore and offshore. In this scenario, floating offshore wind turbines (FOWTs) are a highly attractive option for taking advantage of the large energy resource potential that exists in deeper waters. FOWTs are, nonetheless, exposed to more complex patterns of environmental loading, which include waves, currents and their interactions with the dynamics and aerodynamics of the blades. Basin-model testing are often used for valitating offshore systems behavior. However, due to wind and wave loading, simultaneuosly, FOWT's model test is challenging. By adopting a Froude scaling law to both wind and waves, the Reynolds Similitude is not achieved. Due to the very different scales of model and full-scale, the air flow regimes can be very dissimilar and the performance of the turbines at model-scale may deteriorate. Efficient computational tools are already available for predicting the FOWTs performance, such as FAST. However, most of these tools are based on Blade-Element-MomentumTheory (BEMT), which does not consider more subtle aspects of the three-dimensional flow patterns. A more refined description of the flow, such as the one based on aComputational Fluid Dynamics (CFD) solver, may be useful for a better understanding of the FOWT's loading and performance, and, therefore, be an invaluable tool for improving their design. In this work, a commercial CFD code based on Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) equations is used in order to evaluate and characterize the aerodynamic behavior of the NREL's 5MW turbine, both in full-scale and in the model-scale adopted for the wave basin tests of the OC4 FOWT. The simulations are carried out for different tip-speed ratios, varying angular velocity for a constant wind velocity, and the effects of Froude scaling on the aerodynamics of the blades are presented and discussed. It is found that results are generally in accordance with previous numerical analyses presented in literature. In particular, it is shown that a very good agreement with available experimental data could be obtained, even for the negative power coefficients that may happen in model-scale, something that previous numerical works reported to be difficult to reproduce.