A geração de energia elétrica por turbinas eólicas não só representa potencialidade, mas já é uma realidade implantada em grande escala, inclusive no Brasil. Além de instalações em terra e na costa, estão sendo buscadas soluções de instalações em regiões offshore de turbinas flutuantes. Este trabalho tem como proposta a modelagem computacional e o estudo dinâmico do rotor da turbina eólica de referencia IEA Wind TCP Task 37 de 15MW. A investigação considerou os carregamentos dinâmicos em pás, bem como os seus efeitos aeroelásticos, a fim de avaliar seus comportamentos em diferentes condições de rigidez à torção e velocidade de vento. Para isso, a teoria BEM (Blade Element Momentum) foi implementada no software de elementos finitos Giraffe que utiliza a formulação geometricamente exata de vigas, permitindo a realização de simulações aeroelásticas em pás prismáticas com perfil NACA0018. Os resultados obtidos mostraram boa concordância com os gerados pelos programas OpenFAST e HAWC2. Além disso, uma simulção dinâmica do rotor da turbina IEA 15 MW com velocidade de vento nominal foi analisada. Verificou-se que houve oscilações de movimento da pá predominantemente na frequência de rotção do rotor nas direções flapwise e edgewise, com movimento do primeiro modo de vibrar. Outras simulações também foram feitas com diversas velocidades de vento, considerando rijezas à torção das pás original e amplificada. Ao comparar os resultados obtidos, verificou-se que a rigidez à torção original resultou em reduções nos picos de empuxo no rotor, no deslocamento médio na direção flapwise na ponta da pá e no momento médio que gera curvatura na direção flapwise na base da pá. As simulações com rigidez original também mostraram uma queda significativa no torque aerodinâmico na região de velocidade de ventos altos, evidenciando a importância de considerar deformações por torção na definição das curvas de operação da turbina, tendo impacto direto na produção de energia. Ademais, é importante destacar que o processo de peak shaving também é afetado, uma vez que a consideração da rigidez à torção amplificada pode resultar em ajustes excessivos, tendo em vista que as regiões de corte e os valores de empuxo são menores. Diante dessas diferenças, foi proposta uma nova curva pitch, considerando o torque aerodinâmico desejado.

The electric power generated by wind turbines not only represents potential but also a reality implemented on a large scale, including Brazil. In addition to onshore installations, solutions for offshore demands of floating turbines are being sought. This work proposes computational modeling and the dynamic study of the rotor of the IEA Wind TCP Task 37 reference wind turbine of 15MW. The investigation considered dynamic loads on blades as well as their aeroelastic effects to assess their behavior under different torsional stiffness and wind speed conditions. For this, the BEM theory (Blade Element Momentum) was implemented in the Giraffe finite element software that uses the geometrically exact formulation of beams, allowing aeroelastic simulations to be carried out on prismatic blades with NACA0018 profile. The obtained results showed good agreement with those generated by OpenFAST and HAWC2 programs. In addition, a dynamic simulation of the IEA 15 MW turbine rotor with nominal wind speed was analyzed. It was verified that there were oscillations predominantly in the rotor rotation frequency in the flapwise and edgewise directions, at the first mode. Other simulations were also carried out with different wind speeds, considering original, and amplified blade torsional stiffness. By comparing the results obtained, it was verified that the original torsional stiffness resulted in reductions in the thrust peaks on the rotor, in the average displacement in the flapwise direction at the blade tip and in the average moment that generates curvature in the flapwise direction at the base of the blade. Simulations with original stiffness also showed a significant drop in the aerodynamic torque in the high wind speed region, highlighting the importance of considering the torsional deformation in defining the turbine operating curves, which have a direct impact on energy production. Furthermore, it is important to highlight that the peak shaving process is also affected, since the consideration of amplified torsion can result in excessive adjustments, given that the cut regions and thrust values are smaller. Given these differences, a new pitch curve was proposed, considering the desired aerodynamic torque.