Experimental and numerical (OPENFOAM) investigation of hydrodynamic response for semi-submerged floating platforms
Yarı batık yüzer platformların hidrodinamik davranışının deneysel ve sayısal (OPENFOAM) araştırılması
- Tez No: 803688
- Danışmanlar: PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Computational fluid dynamics (HAD)
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kıyı ve Liman Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan ve son yıllarda önemi giderek artan rüzgar enerjisi, iklim değişikliği ve enerji kıtlığı gibi küresel sorunlara önemli bir çözüm olarak kabul edilmektedir. Zengin rüzgar kaynaklarına sahip açık deniz alanları, türbin kurulumları için ideal yerler sağladığından, yüzer açık deniz rüzgar türbinleri (FOWT'ler) gibi yenilenebilir enerji cihazlarının bu alanlarda kullanımı ve gelişimi hızla artmaktadır, ancak FOWT'lerin özellikleri ve güvenilirliği hakkında yeterli deneysel veriler ve prototip verileri bulunmamaktadır. Bu çalışmada, yeni tasarlanmış bir yüzer rüzgar türbini platformunun deneysel ve sayısal olarak incelenmesine odaklanılarak bu sorunun giderilmesinde katkıda bulunmak amaçlanmıştır. Bununla birlikte, literatürdeki deneysel ve sayısal çıktılar kullanılarak sayısal dalga tankı doğrulanmıştır. Çalışmanın deneysel aşaması, 1:50 ölçekli yüzer platform modelinin Yıldız Teknik Üniversitesi Hidrodinamik Araştırma Laboratuvarı dalga baseninde yapılan serbest düşüş testleri, düzenli ve düzensiz dalga testlerinden oluşmaktadır. CFD simülasyonları için, Kararsız Reynolds Ortalamalı Navier-Stokes (URANS) denklemlerini diskretize etmek için sonlu hacim yaklaşımı kullanılan OpenFOAM yazılımı aracılığıyla yüzen cisimlerin dinamik hareketlerini simüle etmek için overset mesh yöntemi kullanılmıştır. İlk olarak, serbest dalıp çıkma ve baş-kıç vurma durumları için deneysel sonuç verileriyle üç boyutlu silindir geometrisi doğrulanmıştır. Daha sonra açık kaynaklı FOWT DeepCWind tasarımının serbest düşüş ve düzenli dalga testleri simule edilmiştir. Sonuçlar, literatürdeki deneysel ve sayısal verilerle karşılaştırılmıştır. Son olarak, yeni tasarım platformunun serbest baş-kıç vurma ve dalıp çıkma testleri OpenFOAM'da simüle edilmiş ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Wind energy which is one of the renewable energy sources has an increasing importance in recent years, recognized as a significant solution to global challenges such as climate change and energy scarcity. Since offshore areas with abundant wind resources provide ideal locations for turbine installations, the usage and development of renewable energy devices, such as floating offshore wind turbines (FOWTs), are rapidly growing. However, there is a lack of sufficient experimental and prototype data on the characteristics and reliability of FOWTs. This study aims to contribute to addressing this problem by focusing on the experimental and numerical simulation of a newly designed floating wind turbine platform and validating a numerical wave tank using the OpenFOAM CFD software. Additionally, the study aims to utilize experimental results from the literature and the experimental outputs of present study. Experimental phase of the study comprises of the newly designed 1:50-scaled floating platform model's free-decay, regular and irregular wave tests that were conducted at the Wave Basin of Yildiz Technical University's Hydrodynamics Research Laboratory. For CFD simulations, the OpenFOAM software was used, which employs a finite volume approach to discretize the Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes (URANS) equations. The overset mesh method was employed to simulate the dynamic movements of the floating bodies. Initially, the three-dimensional cylinder geometry was validated for free heave and pitch decay cases using experimental data. Then, the open-source FOWT DeepCWind design's free decay tests and dynamic response under regular wave conditions were simulated and the results were compared with experimental and numerical data found in the literature. Finally, the free heave and pitch decay tests of the new design platform were simulated in OpenFOAM and compared with the experimental results.
Benzer Tezler
- Yatay eksenli sualtı akıntı türbinlerinde kavitasyon olgusunun deneysel ve lineer olmayan sayısal yöntemler ile incelenmesi
Investigation of cavitation phenomenon in horizontal axis marine current turbine by experimental and nonlinear numerical methods
MEHMET SALİH KARAALİOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Merkezi bölme duvarlı savak akımlarının deneysel ve sayısal incelenmesi
Experimental and numerical investigation of central-baffle flows
HASHMATULLAH NIYAZI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER DEMİREL
- Experimental and numerical investigation of momentum and heat transfer in open-cell metal foam subjected to oscillating flow
Salınımlı akış koşullarında açık hücreli metal köpükte akış ve ısı geçişinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
ÖZER BAĞCI
Doktora
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. NİHAD DUKHAN
- Numerical investigation of flow around a submarine by openfoam and ansys fluent
Bir denizaltı etrafındaki akımın openfoam ve ansys fluent ile sayısal olarak inclenmesi
FATİH MEHMET KALE
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Numerical and experimental study of fluid structure interaction in a reciprocating piston compressor
Pozitif deplasmanlı pistonlu bir kompresörde akışkan yapı etkileşiminin sayısal ve deneysel incelenmesi
UMUT CAN COŞKUN
Doktora
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ