CFD analysis of wave-chamber interaction on the Floating Power Plant hybrid wind-wave platform
Author
Anton Aguilar, Miguel
Term
4. term
Education
Publication year
2020
Abstract
Denne afhandling undersøger bølge–kammer-interaktion på Floating Power Plants hybride vind-bølge-platform P80. Formålet er at kvantificere bølgeforstærkningsfaktoren og forstå hydrodynamikken inde i kammeret. Der udvikles en ikke-lineær CFD-tilgang i en numerisk bølgetank, udformet med udgangspunkt i eksperimenter udført på Aalborg Universitet. Metoden omfatter løsningsverifikation, hvor tidslig og rumlig diskretiseringsusikkerhed kvantificeres, samt modelvalidering i to trin: først for ren bølgeudbredelse og dernæst med kammeret inkluderet (2D og 3D). Efter validering gennemføres en parameterundersøgelse af flere kammerkonfigurationer med analyse af bølgeforstærkning, fri overflade og vortikale strukturer; én konfiguration sammenlignes desuden med den lineære model WAMIT. En fuldskalasimulation vurderer overførbarheden af resultaterne. Arbejdet viser, at bølgeforstærkningsfaktoren primært påvirkes af tre forhold: bølgeperioden, positionen i kammeret og kammerets geometri. Ifølge afhandlingen er dette første gang, emnet analyseres med ikke-lineære CFD-metoder baseret på de nævnte eksperimenter.
This thesis examines wave–chamber interaction on Floating Power Plant’s P80 hybrid wind–wave platform. The objective is to quantify the wave amplification factor and to understand the hydrodynamics inside the chamber. A non-linear CFD approach is developed in a numerical wave tank, informed by experiments conducted at Aalborg University. The workflow comprises solution verification, quantifying temporal and spatial discretization uncertainties, and two-stage validation: first for wave propagation alone and then with the chamber included (2D and 3D). After validation, a parametric study explores multiple chamber configurations, analysing wave amplification, free-surface elevation and vortical structures; one configuration is also compared with the linear model WAMIT. A full-scale simulation assesses the transferability of the results. The study shows that the wave amplification factor is mainly influenced by three aspects: wave period, position within the chamber, and chamber geometry. According to the thesis, this is the first analysis of this topic using non-linear CFD methods aligned with the referenced experiments.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Keywords
CFD ; OpenFOAM ; WEC ; Floating structure ; Offshore
Documents