Wave Loads and Motions of the Exowave Wave Energy Converter
Translated title
Bølgelaster og Bevægelser for Exowave Bølgekraftanlægget
Authors
Eskesen, Johan Bjerk ; Thomsen, Frederik ; Odderskov, Asger Frankert
Term
4. term
Education
Publication year
2024
Submitted on
2024-06-06
Pages
421
Abstract
This thesis assesses how accurately different modelling approaches predict the interaction between waves and the floater of the Exowave wave energy converter (a fixed device that oscillates with passing waves). Four floater geometries are studied. First, wave loading is examined as forces on fixed floaters; then the resulting motions under these forces are evaluated. Two experiments provide benchmark data for both forces and motions. Wave forces are computed in two ways: using the Morison equation and using a Boundary Element Method (BEM) with NEMOH. Comparisons with measurements show that both methods can estimate wave forces satisfactorily. Several numerical motion models based on the equations of motion are then tested. A model driven by Morison-based forces shows substantial deviations from the measured motions. A BEM-based model that includes a drag term calculated with the relative-velocity form of the Morison equation yields promising results. The BEM model is further refined by introducing experimentally determined damping coefficients. Overall, the wave–structure interaction of the Exowave floater can be represented with acceptable accuracy using BEM-based numerical models that incorporate both experimental and BEM-based damping.
Formålet med specialet er at vurdere, hvor præcist forskellige beregningsmetoder kan modellere samspillet mellem bølger og flyderen i Exowaves bølgeenergiomformer (en fastmonteret, oscillerende bølge-energiomformer). Fire forskellige flydergeometrier undersøges. Først vurderes bølgepåvirkningen som kræfter på fastlåste flydere; derefter undersøges, hvordan flyderne bevæger sig, når disse bølgekræfter virker. To forsøg giver et fælles referencegrundlag for både kræfter og bevægelser. Bølgekræfterne beregnes på to måder: med Morison-ligningen og med en BEM-baseret metode via NEMOH. Sammenligninger med måledata viser, at begge metoder kan give tilfredsstillende estimater af bølgekræfterne. Flere numeriske bevægelsesmodeller baseret på bevægelsesligningen afprøves. En model, der bygger på Morison-baserede kræfter, afviger markant fra de målte bevægelser. En BEM-baseret model, suppleret med et trækbidrag beregnet med Morison-ligningens relative-hastighedsformulering, giver lovende resultater. Modellen forsøges forbedret ved at indføre eksperimentelt bestemte dæmpningskoefficienter. Samlet set viser arbejdet, at bølge–struktur-interaktionen for Exowaves flyder kan beskrives med acceptabel nøjagtighed ved hjælp af BEM-baserede numeriske modeller, der anvender både eksperimentel og BEM-baseret dæmpning.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords