Dissertação

{en_GB=Design of the Mooring System for a Wave Energy Converter} {} EVALUATED

{pt=O objetivo do trabalho é o projeto de um sistema de amarração para um conversor de energia de ondas submetido a condições ambientais variadas. O estudo é realizado considerando diferentes configurações de amarração possíveis e materiais de cabos, com foco no movimento de onda extrema e tensões de amarração. O estudo é dividido em duas partes principais. Em primeiro lugar, uma análise de amarração estática considerando várias pré-tensões no cabo, diâmetros dos cabos e diferentes materiais das linhas de amarração, é realizada para a bóia do WEC. Com base nessas configurações a partir da análise estática, uma análise quasi-estática é realizada no domínio da frequência e um projeto preliminar é conduzido de acordo com as regras DNV. Em seguida, a análise dinâmica de 3 horas no domínio do tempo é realizada em várias configurações selecionadas, utilizando o programa FEM DeepC que é implementado no software comercial SESAM, considerando as mesmas condições ambientais. Respostas dinâmicas extremas do sistema, tais como movimentos extremos e tensões de amarração, são estimadas com o método máximo global, que é aplicado ajustando 20 observações máximas individuais pela distribuição de Gumbel. Os resultados obtidos com os dois métodos (análise dinâmica quasi-estática e acoplada) são comparados e analisados. Além disso, são investigados os efeitos de diferentes pré-tensões e diâmetros de cabos sobre as respostas estáticas e dinâmicas do sistema de amarração. , en=The objective of the work is the design of the mooring system for a wave energy converter subjected to varying environmental conditions. The study is performed considering different possible mooring configurations and cable’s materials, focusing on extreme surge motion and mooring tensions. The study is divided in two main parts. Firstly, a static mooring analysis considering various pre-tensions on fairlead, diameters of the cables, and different material of mooring lines, is performed for the WEC buoy. Based on these configurations from the static analysis, a quasi-static analysis is carried out in frequency domain, and then a preliminary design is conducted according to DNV rules. This analysis is executed developing a mooring analysis code through the software Matlab. Then, 3 hours couple dynamic analysis in time domain is performed on several selected configurations, using the FEM program DeepC which is implemented in the commercial software SESAM, considering the same environmental conditions. Extreme dynamic responses of the system, such as extreme surge motion and mooring tensions, are estimated for a return period of 100 years, with the global maximum method, which is applied by fitting 20 individual maximum observations by Gumbel distribution. The results obtained with the two methods (quasi-static and dynamic analysis) are compared and analysed. In addition, the effects of different pre-tensions and cable’s diameters on the static and dynamic responses of the mooring system are investigated. }
{pt=Sistema de amarração, conversor de energia das ondas, análise quase estática, distribuição de Gumbel, análise acoplada, en=Mooring System, Wave energy converter, Quasi-static analysis, Gumbel distribution, Coupled analysis}

Janeiro 28, 2021, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Shan Wang

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Assistant Professor