Hydrodynamic response of OC4 energy platform in the Mediterranean sea
OC4 tipi enerji platformunun Akdeniz koşullarında hidrodinamik davranışı
- Tez No: 892320
- Danışmanlar: PROF. DR. BERNA AYAT AYDOĞAN, DOÇ. DR. BURAK AYDOĞAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Bu tezde, Akdeniz ve Karadeniz havzalarında rüzgâr ve dalga enerjisi potansiyelinin ve ortak kullanabilirliğinin genel bir incelemesinin sunulması ve elde edilen rüzgâr ve dalga koşulları altında OC4 tipi açık deniz enerji platformunun hidrolik performansının sayısal benzeşimlerinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlara ulaşmak için yapılan çalışmalar dört araştırma makalesiyle sunulmuştur. İlk makalede, rüzgâr enerjisi potansiyelinin detaylı bir analizi ve uzamsal ve zamansal değişkenliği sunulmuş, beş farklı rüzgâr türbininin kapasite faktörleri ve operasyonel çalışma süreleri çalışma alanında karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. İkinci makalede, dalga enerjisinin ve ekstremlerinin farklı istatistik dağılımları için uzamsal değişkenliğine, çalışma alanındaki en uygun dağılımlara ve veri uzunluğunun analize etkisine yer verilmiştir. Dönüş değerlerinin belirsizliği Monte Carlo benzeşimi tekniği kullanılarak tahmin edilmiştir. Üçüncü makalede, rüzgâr ve dalga enerjisinin ortak kullanım olanakları çalışılmıştır. İnceleme, kapasite faktörlerini, dalga yüksekliği ve periyodu arasındaki ilişkiyi, rüzgâr ve dalganın hâkim yönlerini, rüzgâr ve dalga gücünün iki değişkenli olasılık ve korelasyon analizlerini içermektedir. Dördüncü makalede, elde edilen dalga, rüzgâr ve akıntı kuvvetleri altında açık deniz enerji platformunun hidrodinamik tepkisi çalışılmıştır. Sınır eleman metodu, ileri ötelenme, dalıp çıkma ve yunuslama hareketleri kapsamında rijit cisim hareketlerinin incelenmesinde kullanılmıştır. Bağlama, Morison ve Froude-Krylov kuvvetlerini içeren toplam kuvvetler/momentler çalışma alanındaki seçilen noktalarda dalga, rüzgâr ve akıntı kuvvetlerinin farklı kombinasyonları için analiz edilmiştir. Zaman serileri, olasılık yoğunluk fonksiyonu eğrileri ve genlik spektrumları, her bir uyarımın ve değişik kombinasyonlarının etkisini incelemekte kullanılmıştır. Çalışma sonuçları rüzgârın dalgayı tamamladığı durumun çok daha etkin olduğunu göstermektedir. Akıntının varlığının OC4 açık deniz enerji platformunun rijit gövde davranışını önemli ölçüde değiştirdiği, dikkate alınan yükleme koşulları altında ileri ötelenme hareketi için 5,2 m ile 14,5 m arasında ve yunuslama hareketi için -0,17⁰ ile -0,45⁰ arasında bir değişikliğe sebep olduğu ortaya konulmuştur.
Özet (Çeviri)
In the thesis, it is aimed to present a general overview of wind and wave energy potential and its exploitability in the Mediterranean and Black Sea basins and carry out numerical simulations of the hydraulic performance of OC4 type offshore energy platform based on the obtained excitations. Studies conducted to achieve these objectives are presented in four research papers. In the first paper, a thorough analysis of wind energy potential, and its spatial and temporal variability is presented and capacity factors and operational hours of five different wind turbines are examined, comparatively in the study area. In the second paper, a detailed investigation of wave energy and its extremes is conducted to compare different statistical distributions and their spatial variability, to give insight into the selection of best-fitting distributions within the basin, and the effect of time series length for the analysis. The uncertainty of the return levels is estimated by using the Monte Carlo simulations. In the third paper, hybrid exploitability of wind and wave energy is studied. The investigation includes the spatial distributions and point-wise analysis capacity factors, the relationship between wave height and period, prevailing directions of wind and wave, bivariate probability, and correlation analysis of wind and wave power. In the fourth paper, the hydrodynamic response of OC4 type offshore energy platform under the determined wave, wind, and current forcings is studied. Boundary element method is used to study the rigid body motion of the platform by means of surge, heave, and pitch. Total forces/moments including mooring, Morison drag, and Froude-Krylov forces are considered to examine different combinations of wave, wind, and current forcings at the selected locations within the study area. Time series, probability density function curves, and amplitude spectrums are obtained to understand the effect of each excitation and their different combinations. The results of the study indicate that wind complementing wave condition is much more dominant in the study area. The presence of current has a significant impact on the rigid body behavior of the OC4 type offshore energy platform, up to a change of between 5.2 m and 14.5 m for surge motion, and between -0.17⁰ and -0.45⁰ for the pitch motion under the considered loading conditions.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of vortex induced hydrodynamic effects acting on the submerged gate and development of vortex breaker apparatus
Vortekslerden dolayı batık kapakların üzerinde oluşan hidrodinamik etkilerin deneysel olarak araştırılması ve vorteks kırıcı aparatların geliştirilmesi
SOCHHEAT SMOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENDER DEMİREL
- Göllerdeki hidrodinamik dengeye sismik salınımların etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of seismic waves on hydrodynamic regime of lakes
MURAT AKSEL
Doktora
Türkçe
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiKıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
- Arc Dam-reservoir interaction modeling and application to Karakaya Dam
Kemer-Baraj-Reservuar etkileşiminin modellenmesi ve Karakaya Barajına uygulanması
YASİN FAHJAN
- Experimental and numerical (OPENFOAM) investigation of hydrodynamic response for semi-submerged floating platforms
Yarı batık yüzer platformların hidrodinamik davranışının deneysel ve sayısal (OPENFOAM) araştırılması
UMUTCAN İNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL