For at forbedre pålideligheden af havvindmøller, kræves en præcis forudsigelse af deres respons. Det er derfor vigtigt at validere modeller med måledata. I denne afhandling er en 3,6 MW pitchreguleret havvindmølle med variable rotorhastighed på et monopæl fundament modelleret i HAWC2 – en aero-servo-hydro-elastisk kode. Resultaterne er valideret med fuldskala målinger fra en 3,6 MW Siemens offshore vindmølle installeret i Walney Havmøllpark 1 ved vestkysten af England. Estimering af dæmpning, tilfælde hvor vind og bølger kommer fra forskellige retninger samt storm belastninger er analyseret. Resultaterne bruges til at ændre designet af sub-struktur / fundament for at opnå potentielle besparelser af materiale.Først beskrives baggrunden for offshore vind, herunder vind- og bølgeforhold, understøttede struktur, fordeling af belastning over vingerne og vindmøllekomponenternes dynamik. Dernæst er der en detaljeret beskrivelse af testmøllens lokalitet og hydrografi og meteorologi for stedet. Den kombinerede vind og bølge fordeling samt sandsynligheden for forskel mellem vind og bølge retninger er anslået. Endelig er kalibreringsprocessen for de forskellige komponenter grundigt beskrevet. Turbulensintensiteten implementeret i simuleringerne er baseret på anamometer målinger fra nacellen.Modellen er baseret på en nedskalering af NREL 5 MW reference vindmøllen. Ændringer af den nedskalerede model er foretaget for at matche fuldskala vindmøllen (masse og egen frekvensen). Ekstreme og gennemsnitlige målte belastninger fra fri vind og wake retninger samt 1Hz tilsvarende belastninger anvendes til validering af modellen og usikkerheden kvantificeres.De vigtigste bidrag i denne afhandling er præsenteret i de sidste tre kapitler. Vindmøllestrukturens netto dæmpning estimeres ud fra impuls-gensvaret fra en båd kollision med vindmøllen. Den første og anden modal dæmpning af systemet under normal drift er identificeret fra både målinger og simuleringer ved hjælp af en forbedret frekvensdomæne dekomposition teknik. Virkningen af dæmpning på side-til-side udmattelse af strukturen i tilfælde hvor vind og bølger kommer fra forskellige retninger undersøges. Den målte netto dæmpning er højere end tidligere brugt og anvendes herefter i designprocessen af sub-struktur / fundament for at opnå besparelser af materiale. En detaljeret analyse af ultimativ brudstyrke, bulingsstyrke og udmattelse udføres for basis designet samt de modificerede designs for at sikre strukturel integritet af hele systemet.
展开▼
