Investigation of coupling methods for floating offshore wind turbines and their application for an innovative floating platform
Yüzer açık deniz rüzgar türbinleri için akuple yöntemlerinin araştırılması ve yenilikçi bir yüzer platforma uygulanması
- Tez No: 896026
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fosil yakıtların yerini alacak daha çevreci enerji kaynaklarına olan ilgi arttıkça, çeşitli enerji alanları da devreye girmektedir. Bunlardan biri ve giderek artan potansiyeli ile dikkat çeken deniz üstü yüzer rüzgâr enerjisi, önemli araştırma konularından biri olarak platformun OpenFAST gibi aero-hidro-servo-elastik programlara entegrasyonu veya benzer aero-hidro kuvvetlerinin bir arada verilmesi yöntemlerinin incelenmesini kapsamaktadır. Bu tez kapsamında daha önceden 300 kW ve 5 MW değerleri için tasarlanmış olan yenilikçi yüzer platformun 5 MW'lık NREL referans rüzgâr türbini için ölçüleri ve özellikleri analizlerde kullanıma uygun şekilde düzenlenmiştir. Literatürde yaygın olarak kullanılan spar, semi-submersible platformlara ek olarak yenilikçi platform için akuple yöntemleri incelenmiştir. Türbinlerin ve platformların sistem tepkilerini ve davranışlarını görmek için doğal periyotları ve sönüm oranlarını bulma, serbest salınım testleri, düzenli, düzensiz dalga koşullarında, sabit ve türbülanslı rüzgâr koşulları dahil çeşitli koşullarda analizler yapılmıştır. Bunun sonucunda, akuple yöntemlerinin doğrulanması, platformların birbirleriyle karşılaştırılması, yenilikçi platformun esnek ve rijit yapısındaki farklı davranışlar incelenmiştir. Bu bağlamda, OpenFAST'a girdi olarak hidrodinamik katsayı sağlayan açık kaynaklı Capytaine ve NEMOH gibi programların yanı sıra AQWA gibi ticari programların, WAMIT gibi yaygın olarak kullanılan ticari programın OpenFAST çıktılarıyla benzer sonuçlar verdiği görülmüştür. Ayrıca, F2A akuple yönteminin de bu sonuçlarla oldukça tutarlı olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, platformlar karşılaştırıldığında, bağlama halatlarındaki kuvvetlerin özgün platformda diğer platformlara göre daha yüksek olmasına rağmen, özellikle sistemin kararlılığı açısından önemli bir kriter olan platformun yunuslama açısının önemli ölçüde daha düşük olması sebebiyle, kule, kanat ve sapma yatağı gibi bileşenler üzerinde diğer platformlara kıyasla daha az yük oluştuğu hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The search for more sustainable energy sources to replace fossil fuels has encouraged the development of several energy sectors, including floating offshore wind energy. Growth in this area focuses on research in platforms for aero-hydro-servo-elastic codes such as OpenFAST and aero-hydro coupling methods. In this thesis, the innovative floating platform, which was previously designed for 300 kW and 5 MW capacities, has been modified in terms of dimensions and features to be suitable for analysis with the 5 MW NREL reference wind turbine. The study examined coupling methods for spar, semi-submersible, common in the literature, and innovative platforms. This involved determining natural periods and damping ratios to see the system responses and behaviors of turbines and platforms, free decay tests, and various loads, including steady and turbulent wind conditions in regular, irregular wave conditions. The analysis provided several conclusions, including the verification of coupling methods, comparative evaluations of different platforms, and investigations into the behaviors of the innovative platform under flexible and rigid configurations. In this context, open-source programs like Capytaine and NEMOH and the commercial program AQWA produce results similar to WAMIT's OpenFAST outputs. The F2A coupled method also shows strong correlation and consistency with these results. Furthermore, while the innovative platform with mooring lines achieves higher values than other platforms, its pitch angle is significantly lower, which is crucial for system stability, fatigue, and extreme loads. This reduces loading on components such as the tower blade and yaw bearing.
Benzer Tezler
- A computational fluid dynamics investigation of motion mitigation on a floating object containing tuned liquid column damper
Yüzer bir cismin ayarlı sıvı kolon damperi ile hareket azalma performansının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile incelenmesi
RAMAZAN KADİR ZENGİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Magnus etkisi ile çalışan dairesel kesitli silindirik bir yalpa sönümleyici sistemin performansının tam ölçekli bir motoryat üzerinde hesaplamalı olarak incelenmesi
Investigation of the performance of a circular cross-section roll stabilizer system working with a Magnus effect on a full-scale motoryacht
DENİZ ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN AKYILDIZ
- Güç sistemlerinde harmonik kaynak tespiti için kullanılan yöntemlerin incelenmesi
Investigation of methods used for harmonic source detection in power systems
FERHAT ÖZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN YÖRÜKEREN
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM GÜRSU TEKDEMİR
- INVESTIGATION OF DECOUPLING TECHNIQUES FOR LINEAR AND NONLINEAR SYSTEMS
DOĞRUSAL VE DOĞRUSAL OLMAYAN SİSTEMLER İÇİN AYRIŞTIRMA TEKNİKLERİNİN İNCELENMESİ
TANER KALAYCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN NEVZAT ÖZGÜVEN
- Investigation of missiles with strake fins and reduction of aerodynamic cross coupling effects by optimization
Çok küçük kanat açıklık oranına sahip sabit kanatlı füzelerin incelenmesi ve aerodinamik çarpraz etkileşim etkilerinin optimizasyon kullanılarak en aza indirilmesi
ENGİN USTA
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER