Analysis and optimization of monopile type offshore wind turbines under wind and wave loading
Kazık tipi açık-yapı rüzgar türbinlerinin rüzgar ve dalga yükleri altında analizi ve optimizasyonu
- Tez No: 286460
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERDAR SOYÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Dünyadaki enerji ihtiyacından dolayı öncellikle açık-yapı rüzgar teknolojiside olmak üzere teknolojik gelişmeler her geçen gün artıyor. Açık-yapı rüzgar türbin tasarımındaki asıl amaçlardan biri sistemi ekonomik olarak uygun kılabilmektir. Açık-yapı rüzgar türbinleri çok büyük yapılar oldukları gibi sürekli olarak değişken rüzgar ve dalga yüklerine maruz kaldıkları için destek yapılarının bu değişken yüklere karşı yeterince dayanıklı ve direngen olması gerekir.Bu çalışmada, tasarım klavuzlarına göre analizin yapılması için 5MW lık kazık tipi açık-yapı rüzgar turbini (ART) seçildi. Çelik ağırlığına bağlı olarak maliyet optimizasyon çalışması yapıldı. ART için kullanılan standart analiz prosedürü; resonans etkisini gidermek için, yapının ilk doğal frekansını, dalganın ilk frekansından uzak olacak şekilde seçmektir. Fakat, yüksek dalga frekanlarından (2. ve 3. frekansları) dolayı, yapının tepkisi önemli derecede arttırdığı görüldü. Bu yüzden, belirtilen yüksek dalga frekanslarının yapıya etkisi ile bağlantılı sonuçların tasarımcılar için değerli olabileceği düşünülmektedir.Yüksek dalga frekansları, maksimum dalga periodunun değişimine bağlı olarak kazık tipi destek yapısının momentini (en önemli tasarım parametresi) yaklaşık %40 oranında arttırabileceği bulundu. Optimizasyon çalışmasının en önemli sonucu ise kazık derinliğinin toprak içindeki değişimiyle %20 oranında daha hafif ve daha ekonomik yapı elde edilebileceği olmuştur.
Özet (Çeviri)
The development of offshore wind technology is rapidly improving because of the energy need in the world. One of the main concerns about the design is to make an economically feasible offshore wind turbine system. The design of the support structure should be strong and stiff enough to endure the time varying wind and wave loads because the offshore wind turbines are very large structures and continuously subjected to the time varying loads.In this study, 5MW monopile type offshore wind turbine (OWT) was analyzed according to design guidelines. Cost optimization of monopile regarding to steel weight has been done. The standard analysis procedure for the OWT is such that the first structural natural frequency is far away from the first wave frequency to eliminate the resonance; however, it was found that there is an increase in the response of the structure significantly due to the higher wave harmonics (i.e 2nd and 3rd harmonics). Therefore, the results of the thesis may be valuable to designers in terms of the effects of higher wave harmonics on the structural response.It was found that higher wave harmonics can increase the overturning moment of the monopile (the most important design parameter) about 40% depending on the change in the wave period. The most important outcome of the optimization study was that change in the penetration depth of the monopile into the soil may result in 20% lighter i.e. cheaper structure.
Benzer Tezler
- 5G uygulamaları için 6 GHz altı ve milimetre dalga bantlarında çalışan mikroşerit anten tasarımı, analizi ve üretimi
Design, analysis and production of microstrip antennas operating in sub-6 GHz and millimeter wave bands for 5G applications
SANAA IRIQAT
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİBEL YENİKAYA
- Bant çentik anahtarlamalı ultra geniş bant anten tasarımı ve prototiplenmesi
Design and prototyping of switchable band-notched ultra-wideband antenna
MEHMET YERLİKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDURRAHİM TOKTAŞ
- Açık çevrimli sistemde aeroakustik optimizasyonu
Aeroacoustics optimization for open loop system
BEYZA ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ
- Analysis and optimization of cylindrical structures manufactured by automated fiber placement technique
Otomatik fiber serme tekniğiyle üretilen silindirik yapıların analizi ve optimizasyonu
SEDAT GÜLDÜ
- Otomasyon sistemlerinin üretim verimliliklerinin incelenmesi ve optimizasyonu
Analysis and optimization of production efficiencies of automation systems
BURAK GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mekatronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERSİN TOPTAŞ
