DONG Energy har bygget mere end en tredjedel af verdens totale offshore vindmøllekapacitet. Fordi EU søger at leve op til sine 2020-målsætninger for vedvarende energi, ønskede DONG Energy at:
- Opnå en bedre forståelse for de hydrodynamiske laster på vindmøllefundamenter med tilknyttede sekundære strukturer
- Forbedre de nuværende traditionelle designmetoder for vindmøllefundamenter og reducere forbruget af stål i fundamenterne
Dette projekt krævede etablering af et robust, konsistent og velafprøvet, eksperimentielt fysisk model-setup. Vi gennemførte et omfattende eksperimentelt program, som bestod af bølgebelastninger på cylindre med sekundære konstruktioner for adskillige fundamentstyper inklusive:
- Monopæle med og uden sekundære konstruktioner
- Jacket med og uden sekundære konstruktioner
Det eksperimentielle program omfattede forskellige miljømæssige forhold der:
- Passer til de marine forhold i praksis
- Tager højde for placeringen af vindmølle fundamenter i forhold til påvirkningen af bølgernes oscillerende bevægelse og den primære bølgeretning
Derefter brugte vi den viden og de resultater, som vi fik igennem det eksperimentielle program og førte det videre i en numerisk model. En Computational Fluid Dynamics (CFD) model i OpenFOAM® blev sat op for at kunne simulere det oscillerende flow omkring de strukturelle elementer og fortløbende kunne producere integrerede tidsserier over laster på vindmølle fundamenter.
Resultaterne fra den numeriske CFD-simulering svarede fint til resultaterne fra det fysiske model setup. Det gjorde det muligt for os at validere den numeriske model, som kunne bruges til at udvide omfanget af resultater fra det parametriske eksperimentielle program og i det kommende design af offshore vindmøllefundamenter.
De eksperimentielle forsøg, CFD-simuleringerne og et kort kursus, som vi tilbød, gjorde det muligt for DONG Energy at undersøge strømningerne under veldefinerede forhold. Denne viden hjalp dem med at forstå hvordan de nuværende designredskaber kunne tilpasses eller udskiftes for at opnå en mere præcis forudsigelse af de konkrete laster og kunne understøtte levetidsdesign mht. udmattelse for fundamenterne.