Optimization of Tension Leg Buoy with regards to Stabilization Failure
Translated title
Optimering af Træk Bens Bøje med henblik på Stabilitetssvigt
Authors
Hornbak, Frederik Falk ; Trolle, Jesper
Term
4. term
Education
Publication year
2016
Submitted on
2016-06-09
Abstract
This thesis investigates and optimizes tension leg buoy (TLB) foundations for floating wind turbines, focusing on stabilization failure due to a mooring line fracture. To capture coupled structural and hydrodynamic effects, an in-house hydro-elastic time-domain model is developed and applied, combining a finite element framework with corotational beam formulation and nonlinear Newmark time integration with stream function wave theory and the relative Morison equation. The numerical tool is validated against available experimental results for a TLB “Basic” design and cross-checked with Ocean Command in ANSYS, and a full-scale model is established using Froude scaling. This full-scale model is then used to simulate mooring-line failure scenarios and assess the dynamic response. The analyses lead to a new and more stable version of the TLB Basic design, contributing both to understanding stabilization failures in floating offshore structures and to the validation of wind turbine simulation tools.
Denne afhandling undersøger og optimerer trækbensbøje-fundamenter til flydende vindmøller med fokus på stabilitetstab ved fortøjningsbrud. For at beskrive den koblede struktur- og bølgepåvirkning er der udviklet og anvendt en numerisk, hydro-elastisk tidsdomænemodel baseret på den endelige element metode med corotational bjælker og ikke-lineær Newmark-tidsintegration, kombineret med strømfunktionsbølgeteori og Morisons ligning i relativ form. Modellen er valideret mod tilgængelige forsøgsdata for et Tension Leg Buoy (TLB) “Basic”-design og sammenholdt med Ocean Command i ANSYS, hvorefter Froude-skalering er brugt til at etablere en fuldskalamodel. Denne fuldskalamodel anvendes til at simulere stabilitetsbrudsscenarier ved fortøjningsbrud og vurdere den dynamiske respons. På baggrund af analyserne identificeres et nyt og mere stabilt design af TLB Basic, hvilket bidrager til en bedre forståelse af stabiliseringsfejl i flydende offshore konstruktioner og til validering af simuleringsværktøjer.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]