Nonlinear Wave Loads and Wave Hydrodynamic Effects on Offshore Wind Turbine Foundations

海上风力发电机基础上的非线性波浪载荷和波浪水动力效应

基本信息

  • 批准号:
    GR/T07220/02
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2007 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The project aims to investigate nonlinear wave interaction with offshore wind turbine foundations, to provide more accurate wave loads and hydrodynamic effects on the structure for the design of the foundation and superstructure. A simplified version of the design methodology for offshore oil and gas platforms is currently applied to most project developments for offshore wind farms. However, most offshore wind turbines will be installed in shallow water regions, in which viscous effects, proximity of the seabed, and other coastal processes will not be negligible.In this project a novel fully-nonlinear Boussinesq-type numerical FVM model based on a Cartesian cut cell grid will be developed to simulate high order, strongly non-linear and highly dispersive wave interaction with the proposed structure. The other advantage of the new Boussinesq formulation is that it will be the ability to accurately estimate the flow vertical velocity profile, which is important for the accurate calculation of wave loads on the structure. The proposed shock capturing, Riemann solver will render the scheme conservative, but also provide a robust approach for the simulation of breaking wave effects. Experimental model tests will also be carried out to verify the numerical simulations. Various wave interactions with the structure, and breaking wave impacts will be investigated to provide insights into the non-linear wave interactions with such structures.
本项目旨在研究非线性波浪与离岸风力涡轮机基础的相互作用,为基础和上部结构的设计提供更准确的波浪荷载和结构上的水动力效应。海上石油和天然气平台设计方法的简化版本目前适用于海上风电场的大多数项目开发。然而,大多数海上风力发电机将安装在浅水区,在那里的粘性效应,接近海床,和其他海岸过程将是不可忽略的。在这个项目中,一个新的完全非线性Boussinesq型数值有限体积法模型的基础上笛卡尔切割单元格将被开发来模拟高阶,强非线性和高色散的波浪与拟议的结构相互作用。新的Boussinesq公式的另一个优点是,它将能够准确地估计流的垂直速度剖面,这对于准确计算结构上的波浪载荷是很重要的。所提出的激波捕捉、黎曼解将使格式保守,但也为破碎波效应的模拟提供了一种鲁棒的方法。还将进行实验模型测试以验证数值模拟。各种波与结构的相互作用,破碎波的影响将进行调查,以提供洞察非线性波与这种结构的相互作用。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Higher-harmonic focused-wave forces on a vertical cylinder
  • DOI:
    10.1016/j.oceaneng.2009.02.009
  • 发表时间:
    2009-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Yuxiang Ma;G. Dong;M. Perlin;Shu-xue Liu;J. Zang;Yiyang Sun
  • 通讯作者:
    Yuxiang Ma;G. Dong;M. Perlin;Shu-xue Liu;J. Zang;Yiyang Sun
Boussinesq cut-cell model for wave scattering from cylinder in shallow water
浅水中圆柱体波散射的 Boussinesq 切割单元模型
A new Boussinesq model for wave run-up on curved structure using cut cell grids
使用切割单元网格的弯曲结构上波浪爬升的新 Boussinesq 模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J Zang
  • 通讯作者:
    J Zang
Free-surface evolution and wave kinematics for nonlinear uni-directional focused wave groups
非线性单向聚焦波群的自由表面演化和波运动学
  • DOI:
    10.1016/j.oceaneng.2009.07.011
  • 发表时间:
    2009-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Ning, D. Z.;Zang, J.;Taylor, P. H.
  • 通讯作者:
    Taylor, P. H.
Shallow flow simulation on dynamically adaptive cut cell quadtree grids
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  • 作者:
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  • 作者:
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知道了