Forschung

 Querschnittsbereiche

 Lehre

 Praktikantenamt

 Fastlinks

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

CFD Simulation von Wellenlasten auf schwimmende Windenergieanlagen und Vergleich mit Messdaten

Titel: CFD Simulation von Wellenlasten auf schwimmende Windenergieanlagen und Vergleich mit Messdaten
Typ:
  • Masterarbeit
Betreuer:
Status: offen

Hintergrund

Beginn: ab Juli/August 2018

Im Rahmen vom europäischen LIFES50+ Projekt werden Konzepte für schwimmende Windenergieanlagen der 10 MW Klasse entwickelt. Die Prototypen werden im Wellen- und Windkanal experimentell untersucht, um Unsicherheiten in den Lastannahmen zu verringern und Simulationsmodelle zu tunen und validieren. Im Arbeitspaket 4 werden neben reduzierten Modellen für die dynamische Simulation und Optimierung von schwimmenden Offshore Windenergieanlagen auch fortschrittliche CFD-Methoden angewendet. Letztere ermöglichen eine sehr detaillierte Analyse der hydrodynamischen Eigenschaften und Lasten der schwimmenden Plattform unter Wellengang.

Problemstellung

Im Rahmen dieser Arbeit sollen CFD-Modelle einer der LIFES50+ Konzepte (siehe Abb. 1) für die Berücksichtigung der Hydrodynamik in der Software Ansys CFX aufgebaut werden. Mit dem Modell werden zunächst Einschwingversuche (Free Decay Test) simuliert und mit Messdaten aus dem Wellenkanal verglichen. Im Zentrum der Arbeit steht die Analyse regulärer/irregulärer Wellenlasten auf die schwimmende Plattform, wofür geeignete Testszenarien auf Basis der verfügbaren Messdaten verwendet werden. Die Windenergieanlage und Vertäuung werden zunächst als vereinfachte Modelle in der Software Simpack modelliert. Anschließend wird die Anlage als Mehrkörpermodell zur Berücksichtigung von Windlasten im Betrieb implementiert. Die  Ergebnisse werden mit den Projektpartnern aus Forschung und Industrie in Englisch diskutiert.

Aufgabe

  • Literaturstudie, Einarbeitung und Konzeption
  • Aufbau des CFD Modells in Ansys CFX
  • Gekoppelte Simulation von Einschwingversuchen und Wellenlasten mittels Simpack-CFX
  • Analyse und Diskussion der Ergebnisse
  • Dokumentation und Präsentation

Anforderung

Selbstständiges Arbeiten und Vorkenntnisse in CFD-Simulation werden vorausgesetzt. Kenntnisse in Windenergie und Mehrkörpersimulation sind von Vorteil.