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: Belirtilmemiş.
- 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: 101
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
- 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 regenerative cooling with subcooled nucleate boiling in liquid rocket engines
Sıvı yakıtlı roket motorlarında aşırı soğutulmuş kabarcıklı kaynamalı rejeneratif soğutmanın deneysel ve sayısal incelenmesi
MAHMUT MURAT GÖÇMEN
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CÜNEYT SERT
- Numerical and experimental investigation of effects of porous layer on cooling of electronic components
Gözenekli malzemelerin elektronik komponentlerin soğutulmasında etkisinin deneysel ve sayısal incelemesi
EYUP KOÇAK
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAŞMET TÜRKOĞLU
- Serbest su yüzeyine yakın derinlikteki denizaltının manevra sorunlarının incelenmesi
Investigation of maneuver problems of submarines close to the free surface
KAĞAN YÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEVRİM BÜLENT DANIŞMAN
- Investigation of flowfield characteristics due to shock wave-boundary layer interaction on compression decompression corners using les
Sıkıştırma – genişletme rampalarında oluşan şok dalgası sınır tabaka etkileşimlerinin büyük girdap benzetimleri ile incelenmesi
IRMAK TAYLAN KARPUZCU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT SERT