Dynamic Response of 6MW Spar Type Floating Offshore Wind Turbine by Experiment and Numerical Analyses

  • PDF / 5,097,938 Bytes
  • 13 Pages / 595 x 842 pts (A4) Page_size
  • 39 Downloads / 183 Views

DOWNLOAD

REPORT


ponse of 6MW Spar Type Floating Offshore Wind Turbine by Experiment and Numerical Analyses MENG Longa, b, c, d, HE Yan-pinga, b, c, *, ZHAO Yong-shenga, b, c, *, YANG Jiea, b, c, YANG Hee, HAN Zhao-longa, c, YU Longa, b, c, MAO Wen-gangf, DU Wei-kangg a State Key Laboratory of Ocean Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China b Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep-Sea Exploration (CISSE), Shanghai Jiao Tong

University, Shanghai 200240, China c School of Naval Architecture, Ocean & Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China d China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang, 621000, China e Ocean Engineering Department, Texas A&M University, College Station, TX 77843, USA f Department of mechanics and Maritime Sciences, Chalmers University of Technology, 41296, Gothenburg, Sweden g Ocean Engineering Group, Department of Civil, Architecture and Environmental Engineering, University of Texas

at Austin, Texas, TX 78712, USA Received October 26, 2019; revised April 23, 2020; accepted May 24, 2020 ©2020 Chinese Ocean Engineering Society and Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature Abstract The floating offshore wind turbine (FOWT) is widely used for harvesting marine wind energy. Its dynamic responses under offshore wind and wave environment provide essential reference for the design and installation. In this study, the dynamic responses of a 6MW Spar type FOWT designed for the water depth of 100 m are investigated by means of the wave tank experiment and numerical analysis. A scaled model is manufactured for the experiment at a ratio of 65.3,  while  the  numerical  model  is  constructed  on  the  open-source  platform  FAST  (Fatigue,  Aerodynamics, Structures, and Turbulence). Still water tests, wind-induced only tests, wave-induced only tests and combined windwave-current tests are all conducted experimentally and numerically. The accuracy of the experimental set-up as well as the loading generation has been verified. Surge, pitch and heave motions are selected to analyze and the numerical results agree well with the experimental values. Even though results obtained by using the FOWT calculation model established  in  FAST  software  show  some  deviations  from  the  test  results,  the  trends  are  always  consistent.  Both experimental and numerical studies demonstrate that they are reliable for the designed 6MW Spar type FOWT. Key words: floating offshore wind turbine, dynamic responses, Spar type platform, FAST, model test Citation: Meng, L., He, Y. P., Zhao, Y. S., Yang, J., Yang, H., Han, Z. L., Yu, L., Mao, W. G., Du, W. K., 2020. Dynamic response of 6mw spar type  floating  offshore  wind  turbine  by  experiment  and  numerical  analyses.  China  Ocean  Eng.,  34(5):  608–620,  doi: https://doi.org/10.1007/s13344-020-0055-z

1 Introduction In  recent  decades,  energy  consumption  has  enormously increased worldwide.  In  accordance  with  the  Kyoto   Protocol, the  goal  of  producing  22.1%  of  energy