Integrerte analyser av forankringsliner, jord og ankere for flytende havvindturbiner
Hovedmålet med denne masteroppgaven er å studere effekten av å utføre fullt integrerte analyser av flytende havvindturbiner, forankringsliner og ankere, og spesielt effekten av å inkludere samvirket og deformasjonen av jord i disse analysene.
Når offshore vindenergi flyttes til dypere vann, må vindturbinene installeres på flytende strukturer og forankres til havbunnen. Utformingen av forankringssystemene for disse flytende vindparkene er først og fremst arvet fra olje- og gassindustrien til havs.
Dagens praksis når disse flytende havvindturbinene analyseres er at forankringslinene festes til havbunnen uten å ta hensyn til at forankringslinene faktisk er penetrert inn i sjøbunnen, og dermed kun tar hensyn til de hydrodynamiske kreftene.
Dette kan føre til en komplisert designprosess som krever flere iterasjoner mellom geotekniske og hydrodynamiske analyser for å bestemme ankerstørrelse og plassering, noe som gir en konservativ utforming av ankrene.
Oppgaven
Dette prosjektet vil bruke et makroelement-konsept i integrerte anker-forankringslineanalyser for både suge- og flukeankre. Hensikten er å sammenligne krefter og lastretning ved koblingspunktet til ankrene fra disse integrerte analysene med resultater der forankringslinene er festet til havbunnen.
Denne masteroppgaven vil være en del av arbeidspakke 7 - Forankring og ankre i SFI BLUES ledet av NGI for å utvikle nye, integrerte analysemetoder for forankringssystemene til nye typer flytende strukturer til havs.
Prosjektet skal gjennomføres med en av industripartnerne i SFI BLUES.
Figur 1. Integrerte analyser av forankringsliner, jord og ankere for flytende havvindturbiner.
Forskningsaktiviteter:
Litteraturgjennomgang – forankringssystemer, analysemetoder, sugeankere, flukeankere, makroelementmodeller, etc.
- Hovedoppgave 1 – analysere en eksisterende modell for en flytende havvindturbin hvor forankringslinene er festet til havbunnen ved bruk av simuleringsprogrammet Sima/Riflex. Presentere resultater av linekrefter og bevegelse ved og litt over havbunnen.
- Hovedoppgave 2 – Beregne geometrien til ankerlinene fra havbunnen til koblingen til sugeankerene ved hjelp av tradisjonelle grenselikevektsligninger. Disse beregningene gir linjekrefter og helningen ved koblingspunktet. Beregne nødvendige dimensjoner (diameter og penetrasjonsdybde) til sugeankerene for et gitt jordprofil.
- Hovedoppgave 3 – Gjenta beregningene i aktivitet 2 for et gitt fluke (drag) anker.
- Hovedoppgave 4 – Modellering av jord og ankre i Sima/Riflex ved hjelp av makromodeller. Sammenligne resultatene oppnådd ved disse analysene med resultatene oppnådd i aktivitene 1-3.
