| dc.description.abstract | Med økende behov for fornybar energi forventes vindkraft-teknologi å utvikles betydelig i tiden som kommer. Havvind, vindturbiner til havs, er hovedsakelig bunnfaste vindturbiner, men flytende konsepter etableres for fult med signifikant større energipotensial. Flytende havvind har utfordringer, og modellskala- undersøkelser er en tids- og kostnadseffektiv metode å utføre sammenlignbare undersøkelser. Denne oppgaven ferdigutvikler og produserer en modellturbin, for testing av ytelse og belastning med konstant slepehastighet og innkommende bølger i MarinLab. Tårn- og nacelledragkraft øker kvadratisk ved dobling av hastighet, men det måles ikke signifikant kraftforskjell mellom de to konstruksjonene. For konstante slep er skyvekraftkoeffisientene i forventet område og sammenlignbare med andre eksperimenter, mens effektkoeffisientene har signifikante avvik. Forskjellene antas å være relatert til Reynoldstall-effekter, siden numerisk sammenligning genererer tilsvarende effektkoeffisienter med lave Reynoldstall. Standardavviket er stort, som indikerer hastighetsvariasjoner og oscillerende strukturbevegelser, som også kan påvirke turbinens ytelse. Teoretisk virvelindusert frekvens har en frekvenstopp som forklarer hvorfor det observeres store oscillerende bevegelser. Overgangsfrekvensen kan være i resonans med den virvelinduserte frekvensen som forsterker bevegelsene. Det er ikke funnet en tydelig egenfrekvens, men analysen avdekker at potensielle egenfrekvenser ikke påvirker observerte oscillerende bevegelser. Den dynamiske undersøkelsen viser oscillerende ytelse og turbinbelastning, men standardavviket er mindre enn med konstant slepehastighet. Gjennomsnittlige effekt- og skyvekraftkoeffisienter er sammenlignbart med konstant slepehastighet, men signifikante avvik er også funnet. Den tilpassede Morison ligningen sammenfaller med målte laster på turbinkonstruksjonen for de fleste bølgeforsøkene. Drag- og massekoeffisientene stiger som følge av økende Keulegan–Carpenter tall (KC), og generelt er massekoeffisienten større enn dragkoeffisienten i undersøkt område med enkelte unntak. Dragkoeffisienten stiger tilnærmet lineært, mens massekoeffisientens stigningstall avtar ved økende KC. Som konklusjon, belastningen på MarinLab-turbinen viser forventet skyvekraft, mens effekten har signifikant avvik. Dette antas å komme av Reynoldstall-effekter, hastighetsvariasjoner og oscillerende strukturelle bevegelser. Gjennomsnittsverdier for effekt- og skyvekraftkoeffisienter under bølgebelastning sammenfaller med konstante slep. Som videre arbeid anbefales det å undersøke effekten av Reynoldstall med turbulensintensitet, kontrollerte og ulike angrepsvinkler for rotorbladene, og effekten av ulike frihetsgrader for turbinen. | |
