Geri Dön

Experimental and numerical (OPENFOAM) investigation of hydrodynamic response for semi-submerged floating platforms

Yarı batık yüzer platformların hidrodinamik davranışının deneysel ve sayısal (OPENFOAM) araştırılması

  1. Tez No: 803688
  2. Yazar: UMUTCAN İNAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kıyı ve Liman Mühendisliği Bilim Dalı
  13. 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

  1. Merkezi bölme duvarlı savak akımlarının deneysel ve sayısal incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of central-baffle flows

    HASHMATULLAH NIYAZI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ENDER DEMİREL

  2. 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

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CÜNEYT SERT

  3. 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

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiÇankaya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAŞMET TÜRKOĞLU

  4. 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

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEVRİM BÜLENT DANIŞMAN

  5. 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

    İngilizce

    2019

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CÜNEYT SERT