Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008

Browse

Filters

2020 - 20244

Settings

Has files: YesSubject: search.filters.subject.Offshore wind power plants

Search Results

Now showing 1 - 4 of 4
  • Master Thesis
    A Computational Fluid Dynamics Investigation of Motion Mitigation on a Floating Object Containing Tuned Liquid Column Damper
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Zengin, Ramazan Kadir; Özkol, Ünver
    Net sıfır emisyon enerji sistemlerine yönelik küresel dönüşüm, sürdürülebilir gelişmelere ve yenilenebilir enerji alternatiflerine olan ilgiyi artırmış, rüzgâr bu bağlamda ön plana çıkmıştır. Ancak, geleneksel yöntemler derin su bölgelerindeki rüzgâr kaynaklarına erişimde zorlanmaktadır. Denizüstü Yüzer Rüzgar Türbinleri (YRT), bu engeli aşarak daha önce erişilemeyen derin su sahalarından rüzgâr enerjisi elde etmeyi mümkün kılmıştır. YRT'lerin ömrünü uzatmak için istenmeyen yük ve hareketlerin en aza indirilmesi kritik öneme sahiptir. Bu proje, OpenFOAM kullanarak YRT'lerin yüksek doğruluklu ve entegre bir simülasyon metodolojisini araştırmaktadır. Dalga üretimi ve sönümlemesi için 'sönümleme bölgesi' yöntemini kullanan waves2Foam aracı (Jacobsen vd. 2012) kullanılmış ve demirleme kuvvetleri yarı sabit katener modeli ile hesaplanmıştır. Çok fazlı simülasyon, dinamik ağ teknikleri entegre edilen waveDyMFoam çözücüsü ile gerçekleştirilmiştir. Akışkan-Yapı Etkileşimi (AYE) bağlantısı, PIMPLE metoduna dayalı, seri alt yineleme stratejisi ile sağlanmıştır. Metodoloji, Ayarlanmış Sıvı Kolon Sönümleyici (ASKS) uygulaması ile adım adım geliştirilmiş ve mevcut çalışmalarla doğrulanmıştır. Ardından, bir Dalga Enerji Dönüştürücüsü (DED) üzerinde serbest bozunma analizi yapılmış ve ASKS'nin farklı kütle oranları altında sönümleme performansı doğrulanmıştır. Serbest bozunma koşullarında %4 kütle oranlı ASKS uygulaması ile hareket azaltımı %47,80, düzenli dalga koşullarında ise %37,01 olarak elde edilmiştir. Bu metodoloji, ASKS ve Ayarlanmış Sıvı Çok Kolonlu Damper (ASÇKS) uygulamalarının dalga koşulları altında yüzer nesneler üzerindeki sönümleme performansını başarıyla göstermekte olup, YRT modellemesi için ASKS'nin güvenilir bir teknik olduğunu kanıtlamaktadır.
  • Master Thesis
    Investigation of Coupling Methods for Floating Offshore Wind Turbines and Their Application for an Innovative Floating Platform
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Değirmenci, Olcay; Özkol, Ünver
    Fosil yakıtların yerini alacak daha çevreci enerji kaynaklarına olan ilgi arttıkça, çeşitli enerji alanları da devreye girmektedir. Bunlardan biri ve giderek artan potansiyeli ile dikkat çeken deniz üstü yüzer rüzgâr enerjisi, önemli araştırma konularından biri olarak platformun OpenFAST gibi aero-hidro-servo-elastik programlara entegrasyonu veya benzer aero-hidro kuvvetlerinin bir arada verilmesi yöntemlerinin incelenmesini kapsamaktadır. Bu tez kapsamında daha önceden 300 kW ve 5 MW değerleri için tasarlanmış olan yenilikçi yüzer platformun 5 MW'lık NREL referans rüzgâr türbini için ölçüleri ve özellikleri analizlerde kullanıma uygun şekilde düzenlenmiştir. Literatürde yaygın olarak kullanılan spar, semi-submersible platformlara ek olarak yenilikçi platform için akuple yöntemleri incelenmiştir. Türbinlerin ve platformların sistem tepkilerini ve davranışlarını görmek için doğal periyotları ve sönüm oranlarını bulma, serbest salınım testleri, düzenli, düzensiz dalga koşullarında, sabit ve türbülanslı rüzgâr koşulları dahil çeşitli koşullarda analizler yapılmıştır. Bunun sonucunda, akuple yöntemlerinin doğrulanması, platformların birbirleriyle karşılaştırılması, yenilikçi platformun esnek ve rijit yapısındaki farklı davranışlar incelenmiştir. Bu bağlamda, OpenFAST'a girdi olarak hidrodinamik katsayı sağlayan açık kaynaklı Capytaine ve NEMOH gibi programların yanı sıra AQWA gibi ticari programların, WAMIT gibi yaygın olarak kullanılan ticari programın OpenFAST çıktılarıyla benzer sonuçlar verdiği görülmüştür. Ayrıca, F2A akuple yönteminin de bu sonuçlarla oldukça tutarlı olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, platformlar karşılaştırıldığında, bağlama halatlarındaki kuvvetlerin özgün platformda diğer platformlara göre daha yüksek olmasına rağmen, özellikle sistemin kararlılığı açısından önemli bir kriter olan platformun yunuslama açısının önemli ölçüde daha düşük olması sebebiyle, kule, kanat ve sapma yatağı gibi bileşenler üzerinde diğer platformlara kıyasla daha az yük oluştuğu hesaplanmıştır.
  • Master Thesis
    Investigation of the Effect of the Spacing Between Orifices on the Damping Performance in Passive-Tuned Liquid Column Dampers
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Karakuş, Ozan; Özkol, Ünver
    Yapısal hareketler, sönümley􀵴c􀵴 tasarımı ve bunların 􀵴l􀵴şk􀵴ler􀵴 yapı d􀵴nam􀵴ğ􀵴n􀵴n ana konularıdır. Sönümleme s􀵴stemler􀵴, oluşab􀵴lecek her türlü dış uyartımı d􀵴kkate alarak yapıları stab􀵴l􀵴ze etmek 􀵴ç􀵴n tasarlanmıştır. Yapısal hareketler􀵴n azaltılması yapıların bütünlüğünü koruyab􀵴lmes􀵴 açısından son derece öneml􀵴d􀵴r. Bu sönümleme s􀵴stemler􀵴 genel olarak akt􀵴f ve pas􀵴f sönümleme s􀵴stemler􀵴 olmak üzere 􀵴k􀵴 sınıfta toplanır. Pas􀵴f Ayarlı Sıvı Kolon Sönümley􀵴c􀵴ler -TLCD- bas􀵴t yapıları ve dışarıdan b􀵴r enerj􀵴 g􀵴r􀵴ş􀵴 gerekt􀵴rmemes􀵴 neden􀵴yle prat􀵴kte terc􀵴h ed􀵴len s􀵴stemlerd􀵴r ve bu nedenle yapısal salınımların bastırılmasında etk􀵴n b􀵴r şek􀵴lde kullanılab􀵴l􀵴rler. Bu tezde, TLCD'n􀵴n sönüm performansı, özell􀵴kle yük kaybı katsayısının sıvı kolon performansı üzer􀵴ndek􀵴 etk􀵴s􀵴 d􀵴kkate alınarak 􀵴ncelenm􀵴şt􀵴r. Anal􀵴t􀵴k b􀵴r model üret􀵴ld􀵴 ve hareket denklem􀵴 1 boyutlu olarak çözüldü. İk􀵴 del􀵴ğ􀵴n b􀵴rb􀵴r􀵴ne yakın olması durumunda anal􀵴t􀵴k çözümler􀵴n doğrulanması ve anal􀵴t􀵴k model􀵴n yeterl􀵴 olmadığı durumlarda da b􀵴lg􀵴 elde etmek amacıyla deneyler yapılmıştır. Yük kaybı katsayısının hesaplanması b􀵴rçok çalışmada araştırılmış ve amp􀵴r􀵴k formülasyonlar öner􀵴lm􀵴şt􀵴r, ancak sıvı kolonun yük kaybı değer􀵴 b􀵴r d􀵴z􀵴 deney uygulanarak elde ed􀵴leb􀵴l􀵴r. Ayarlanmış sıvı kolon damper􀵴n􀵴n yük kaybı değer􀵴n􀵴 elde etmek 􀵴ç􀵴n deneysel b􀵴r tasarım kullanıldı. Yük kaybı katsayısının, ayarlanmış sıvı kolon damperler􀵴n􀵴n sönümleme performansı üzer􀵴ndek􀵴 etk􀵴s􀵴n􀵴 gözlemlemek 􀵴ç􀵴n b􀵴r d􀵴z􀵴 deney tamamlandı. Deneysel ve anal􀵴t􀵴k sonuçlara göre s􀵴stem􀵴n sönüm oranı 􀵴le damper􀵴n yük kayıp katsayısı arasında b􀵴r 􀵴l􀵴şk􀵴 tesp􀵴t ed􀵴lm􀵴şt􀵴r. TLCD'n􀵴n performansının maks􀵴muma çıkarılab􀵴leceğ􀵴 􀵴k􀵴 del􀵴k arasında opt􀵴mum b􀵴r aralık olduğu deneysel olarak tesp􀵴t ed􀵴lm􀵴şt􀵴r. Ayrıca deneysel sonuçlara göre s􀵴stem􀵴n sönümleme katsayısının %10.5 oranında gel􀵴şt􀵴ğ􀵴 not ed􀵴lm􀵴şt􀵴r.
  • Master Thesis
    Wave Generation and Analysis in the Laboratory Wave Channel To Conduct Experiments on the Numerically Modeled Spar Type Floating Wind Turbine
    (01. Izmir Institute of Technology, 2020) Aktaş, Kadir; Özbahçeci, Bergüzar
    The oceans offer immense potential for harvesting sustainable wind energy, with stronger and steadier winds for locations further offshore. Since the feasibility of fixed-bottom offshore wind turbines decreases with increasing water depth, floating offshore wind turbines (FOWT) becomes a promising field of study. As part of a TÜBİTAK project (217M451) that investigates the dynamic performance of different FOWT designs under wind and wave loads, the necessary laboratory wave generation, analysis, and test set-up to conduct physical model experiments of a spar-type FOWT model is established in this study. An investigation of the wavemaker theory yielded that using first-order wavemaker solutions in the laboratory leads to the generation of spurious harmonic waves that do not appear in natural waves. Therefore, the second-order solutions are applied to the piston-type wave generator for a closer approximation of natural waves in laboratory conditions. A numerical model investigation of a reference spar-type FOWT is conducted to gain insights into spar design using ANSYS AQWA. The results indicate that the spar model dynamic responses are susceptible to low-frequency waves in pitch and surge degrees of freedom as its natural frequency lies in that region which further emphasizes the importance of generating laboratory waves using second-order wavemaker theory. Additionally, a spar-type floating platform is modeled at the 1/40 Froude scale, to use in the hydraulic model experiments. The wave measurement set-up is fully implemented and theoretically generated waves are measured for validation. In conclusion, regular and irregular wave generation and wave analysis in the time and the frequency domain could be possible in the wave channel of IZTECH Civil Engineering Hydraulic Laboratory.