VORTEX-INDUCED MOTIONS (VIM) OF A SEMI-SUBMERSIBLE FLOATING OFFSHORE WIND TURBINE
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3151272Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for marin teknikk [3471]
Sammendrag
Denne avhandlingen undersøker Vortex-Induced Motion (VIM)-fenomenet i semi-submersible flytendehavvindmøller (FOWT), med spesielt fokus på 12 MW INO WINDMOOR-modellen. VIM, forårsaketav sykliske virvelshedningskrefter på nedsenkede strukturer, kan føre til betydelige og potensieltskadelige bevegelser i FOWT, noe som gjør det kritisk å forutsi og evaluere disse responsenenøyaktig.Forskningen begynner med en omfattende litteraturgjennomgang om VIM og Vortex-InducedVibrations (VIV), mekanikken til FOWT, numeriske prediksjonsverktøy og relevante industristandarder.Denne grunnleggende kunnskapen støtter utviklingen og anvendelsen av avanserte numeriskemodeller.Eksperimentelle tester utført av SINTEF Ocean i januar 2024 på en Froude-skalamodell av INOWINDMOOR gir dataene for denne studien. Disse testene fokuserte på VIM-adferden under totauingsforhold og ga essensielle hydrodynamiske parametere for videre analyse.En SIMA-modell ble utviklet og validert ved bruk av de eksperimentelle dataene, noe sommuliggjorde korrelasjons- og følsomhetsstudier. Simuleringsresultatene stemte godt overens medeksperimentelle observasjoner, noe som bekreftet nøyaktigheten til de numeriske modellene ogde brukte hydrodynamiske parameterne.Funnene fra denne forskningen gir en dypere forståelse av VIM i semi-submersible FOWT, identifisererkritiske designparametere og forbedrer numeriske modelleringsteknikker. Avhandlingenavsluttes med anbefalinger for fremtidig forskning, som understreker viktigheten av fortsatt eksperimentellvalidering og utvikling av simuleringsverktøy for å forbedre forutsigbarheten ogavbøtningsstrategiene for VIM-effekter i havvindmøller.Denne studien bidrar til offshore vindindustrien ved å gi validerte innsikter og verktøy fordesign og analyse av semi-submersible plattformer, noe som støtter utviklingen av mer effektiveog motstandsdyktige FOWT. This thesis investigates the Vortex-Induced Motion (VIM) phenomenon in semi-submersible floatingoffshore wind turbines (FOWTs), specifically focusing on the 12 MW INO WINDMOOR model.VIM, caused by cyclic vortex shedding forces on submerged structures, can lead to significant andpotentially damaging motions in FOWTs, making it critical to predict and evaluate these responsesaccurately.The research begins with a comprehensive literature review on VIM and Vortex-Induced Vibrations(VIV), the mechanics of FOWTs, numerical prediction tools, and relevant industry standards.This foundation supports the development and application of advanced numerical models.Experimental tests conducted by SINTEF Ocean in January 2024 on a Froude scale model of theINO WINDMOOR provides the data for this study. These tests focused on the VIM behaviour duringtwo towing conditions and provided essential hydrodynamic parameters for further analysis.A SIMA model was developed and validated using the experimental data, enabling correlationand sensitivity studies. The simulation results aligned closely with experimental observations,confirming the accuracy of the numerical models and hydrodynamic parameters used.The findings of this research offer a deeper understanding of VIM in semi-submersible FOWTs,identifying critical design parameters and improving numerical modelling techniques. The thesisconcludes with recommendations for future research, emphasising the importance of continuedexperimental validation and the advancement of simulation tools to enhance the predictabilityand mitigation of VIM effects in offshore wind turbines.This study contributes to the offshore wind industry by providing validated insights and toolsfor designing and analysing semi-submersible platforms, supporting the development of moreefficient and resilient FOWTs.