Numerical and experimental analysis of the wave induced forces on the tripod support structure. Laboratory study

The presented work was realized within the framework of the AQUILO project, aiming to create the base of knowledge for prospective future investments in offshore wind energy on the Baltic Sea. The presented part of the work is focused on the experimental validation of numerical method of evaluation of the wave-induced forces on the bottom-mounted support structure of the offshore wind turbine. The experimental setup and measurement equipment, including in-house developed 6-DOF (six freedom) dynamometer, are described. Comparison of performance of different methods of evaluation of wave loads for wide range of parameters is presented. The results of experiments and numerical analyses are consistent; the largest discrepancy occurred at lowest wave frequencies, i.e., largest wave lengths. This may result from increased relative error of measurements for long waves in a relatively short tank.

Prezentowana praca została wykonana w ramach projektu AQUILO, mającego na celu stworzenie bazy wiedzy dla przyszłych, potencjalnych inwestycji w energetykę wiatrową na akwenach Morza Bałtyckiego. W prezentowanej pracy wykonano empiryczną walidację numerycznej metody wyznaczania obciążeń falowych działających na konstrukcję wsporczą morskiej elektrowni wiatrowej. Przedstawiono i opisano fizyczny model doświadczalny oraz urządzenia pomiarowe, włącznie z wykonanym dla tego zadania dynamometrem o sześciu stopniach swobody (6 DOF). Zaprezentowano porównanie wyników obciążeń wywołanych falowaniem, otrzymanych różnymi metodami, dla szerokiego zakresu zmienności parametrów falowania. Wyniki uzyskane z przeprowadzonych doświadczeń oraz wyniki otrzymane z modelu numerycznego wykazują zadowalającą zgodność; największe rozbieżności wystąpiły dla częstotliwości najniższych, tj. dla fal najdłuższych. Przyczynę tych rozbieżności można tłumaczyć wzrostem względnego błędu pomiarowego dla bardzo długich fal w stosunkowo krótkim basenie.