Dissertação

{pt_PT=Structural Analysis of a Floating Foundation for Offshore Wind Power under Service Conditions} {} EVALUATED

{pt=A energia eólica apresenta-se como uma das soluções com maior potencial para produzir electricidade sem emissões poluentes. Iniciando a exploração offshore, entra-se na componente de mercado com maior potencial para este método de produção de electricidade. Contudo, esta exploração em zonas com maior profundidade, ainda apresenta algumas limitações, pois uma plataforma flutuante é aconselhada, complicando a obtenção de uma solução que seja estrutural e economicamente vantajosa. A maioria das soluções existentes estão ainda a ser desenvolvidas e/ou testadas. Esta tese foca-se na análise estrutural da plataforma DeepCWind, bem como na posterior melhoria desta estrutura. Para obter as condições externas de carregamento, utilizou-se o programa FAST. Subsequentemente, o programa ANSYS foi usado para avaliar a resposta estrutural do DeepCWind às condições impostas. O objectivo principal consistiu na análise da versão original da estrutura, de acordo com um determinado teste de carga, e se necessário proceder ao seu reforço estrutural. Após as análises iniciais, a estrutura mostrou-se incapaz de suportar as condições exigidas, revelando uma necessidade de reforço estrutural. As dimensões gerais, bem como os diâmetros exteriores dos membros, não deveriam ser alterados. O processo de melhoria passava pelo uso de reforços estruturais, pequenas alterações de layout e/ou ajustamento de espessuras. Várias hipóteses foram examinadas, sendo selecionadas as mais vantajosas. Finalmente, a estrutura final foi avaliada segundo o mesmo teste de carga a que a plataforma original foi sujeita. As análises finais revelaram coeficientes de segurança mínimos superiores ao exigido, com 1.668 à velocidade máxima de vento requerida, 24 m s-1., en= Wind power is a great solution for the increased necessity of producing electricity without carbon emissions. Going offshore is to enter the most promising market for this type of energy production. In spite of this, when it comes to high sea depths, economically viable solutions are still under development and/or testing, due to the necessity of being a floatable solution. This thesis focused on the analysis of the DeepCWind concept. The FAST software was used to produce the loads/conditions that the structure is supposed to endure. Afterwards, structural analyses were made with the ANSYS software. The main objective was to evaluate the original structure under a specific Design Load Case, which is required for the certification of these structures, and if necessary to perform a structural improvement. After the initial analyses, the original structure was not able to cope with the required conditions, thus an improvement process was made. The general dimensions and the members’ outside diameters were not to be changed. The improvement work concentrated on the use of structural reinforcements, minor layout alterations and thickness adjustments. Several hypothesis were studied and the most advantageous solutions were adopted. Lastly, the improved structure was subjected to the previous Design Load Case and its results compared to previous versions. The final analyses presented safety coefficients above the required 1.2, with a minimum of 1.668 at the maximum required wind speed of 24 m s-1.}
{pt=energia eólica offshore, DeepCWind, ANSYS, FAST, teste de carga, análise estrutural, en=offshore wind power, DeepCWind, ANSYS, FAST, Design Load Case, structural analysis}

Julho 5, 2019, 11:30

Orientação

ORIENTADOR

Mário Alberto Silveira Costa Vieira

Instituto Superior Tecnico

Especialista

ORIENTADOR

Luís Filipe Galrão dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado