A computational fluid dynamics investigation of motion mitigation on a floating object containing tuned liquid column damper
Yüzer bir cismin ayarlı sıvı kolon damperi ile hareket azalma performansının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile incelenmesi
- Tez No: 896015
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Gemi Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Energy, Marine Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 72
Özet
Net sıfır emisyon enerji sistemlerine yönelik küresel dönüşüm, sürdürülebilir gelişmelere ve yenilenebilir enerji alternatiflerine olan ilgiyi artırmış, rüzgâr bu bağlamda ön plana çıkmıştır. Ancak, geleneksel yöntemler derin su bölgelerindeki rüzgâr kaynaklarına erişimde zorlanmaktadır. Denizüstü Yüzer Rüzgar Türbinleri (YRT), bu engeli aşarak daha önce erişilemeyen derin su sahalarından rüzgâr enerjisi elde etmeyi mümkün kılmıştır. YRT'lerin ömrünü uzatmak için istenmeyen yük ve hareketlerin en aza indirilmesi kritik öneme sahiptir. Bu proje, OpenFOAM kullanarak YRT'lerin yüksek doğruluklu ve entegre bir simülasyon metodolojisini araştırmaktadır. Dalga üretimi ve sönümlemesi için“sönümleme bölgesi”yöntemini kullanan waves2Foam aracı (Jacobsen vd. 2012) kullanılmış ve demirleme kuvvetleri yarı sabit katener modeli ile hesaplanmıştır. Çok fazlı simülasyon, dinamik ağ teknikleri entegre edilen waveDyMFoam çözücüsü ile gerçekleştirilmiştir. Akışkan-Yapı Etkileşimi (AYE) bağlantısı, PIMPLE metoduna dayalı, seri alt yineleme stratejisi ile sağlanmıştır. Metodoloji, Ayarlanmış Sıvı Kolon Sönümleyici (ASKS) uygulaması ile adım adım geliştirilmiş ve mevcut çalışmalarla doğrulanmıştır. Ardından, bir Dalga Enerji Dönüştürücüsü (DED) üzerinde serbest bozunma analizi yapılmış ve ASKS'nin farklı kütle oranları altında sönümleme performansı doğrulanmıştır. Serbest bozunma koşullarında %4 kütle oranlı ASKS uygulaması ile hareket azaltımı %47,80, düzenli dalga koşullarında ise %37,01 olarak elde edilmiştir. Bu metodoloji, ASKS ve Ayarlanmış Sıvı Çok Kolonlu Damper (ASÇKS) uygulamalarının dalga koşulları altında yüzer nesneler üzerindeki sönümleme performansını başarıyla göstermekte olup, YRT modellemesi için ASKS'nin güvenilir bir teknik olduğunu kanıtlamaktadır.
Özet (Çeviri)
The global shift towards net-zero emission energy systems has heightened interest in sustainable developments and renewable energy alternatives, with wind emerging as a key resource. However, conventional methods struggle to access wind resources in deepwater areas. Floating Offshore Wind Turbines (FOWTs) have overcome this limitation, enabling the harnessing of wind energy at previously inaccessible deep-water sites. To extend the operational life of FOWTs, it is crucial to minimize undesirable loads and motions. This project investigates a methodology for high-fidelity, coupled simulation of FOWTs in OpenFOAM. The waves2Foam tool by (Jacobsen et al. 2012), utilizing the relaxation zone method, is employed for wave generation and absorption, while mooring restraints are computed using a quasi-steady catenary model. The multiphase simulation employs the waveDyMFoam solver, modified by the interFoam solver, incorporating dynamic mesh techniques. Fluid-structure interaction (FSI) coupling is implemented through a PIMPLE-based, serial sub-iterating strategy. The methodology was developed incrementally, beginning with the Tuned Liquid Column Damper (TLCD) implementation, validated against existing studies. Free-decay analysis was then conducted on a wave energy converter (WEC), confirming the damping performance of a TLCD applied with varying mass ratios. Eventually, motion mitigation was obtained in free decay condition by 47.80% with a 4% mass ratio TLCD application and 37.01% achieved under regular wave conditions. The methodology successfully demonstrates the damping performance of TLCD and Tuned Liquid Multi Column Damper (TLMCD) applications on floating objects under wave conditions, making it a reliable technique for TLMCDs in FOWT modeling.
Benzer Tezler
- Düşey kanallarda farklı kanat düzenlemelerinde doğal taşınımla ısı geçişinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of natural convection heat transfer in vertical channels with different fin arrangements
KAAN KISA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TURGUT YILMAZ
- Buji ateşlemeli motor silindirinde akışın ve yanmanın sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and combustion in a spark ignition engine cylinder
NUREDDİN DİNLER
Doktora
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NURİ YÜCEL
- Dikdörtgen tank içerisindeki çalkantı hareketinin deneysel ve nümerik olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of sloshing motion in rectangular tank
BURAK ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELAHATTİN KOCAMAN
DOÇ. DR. HAKAN TACATTİN TÜRKER
- Tabana oturan silindir etrafındaki akım alanı ve üzerindeki basınç dağılımı
Flow domain and pressure distribution on the surface mounted cylinder
ÖZGÜR DURMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEVKET ÇOKGÖR
- Experimental and numerical investigation of flow field around flapping airfoils making figure-of-eight in hover
Havada asılı konumda sekiz şekli çizerek çırpan kanat profillerinin etrafındaki akış alanının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
ÖZGE BAŞKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. NAFİZ ALEMDAROĞLU