Sprechtag "Students meet Industry"

Untersuchungen zum Kollisionsverhalten großer und zukünftiger Offshore-Windenergieanlagen

Victor Flatt, Technische Universität Hamburg

Zur Abschätzung des Gefährdungspotentials aktueller und zukünftiger Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) bei der Kollision mit einem treibenden Schiff, wird eine explizite numerische Fallstudie in ANSYS Autodyn durchgeführt. Um das Versagen von Schiffsstruktur und OWEA realistisch abbilden zu können, wird ein nichtlineares Materialmodell inklusive Versagenskriterium ausgewählt. Weiterhin werden die Möglichkeiten der Bettung der OWEA mittels der p-y-Methode und mittels Modellierung des Baugrundes aus Volumenelementen erläutert. Für die Fallstudie werden vier Anlagen zwischen 5 MW und 15 MW Leistung ausgewählt. Als Bemessungsschiffe werden drei Containerschiffe mit einer Vermessung zwischen 10 000 BRZ und 214 000 BRZ verwendet. Die Fallstudie betrachtet alle Kombinationen aus OWEA und Schiff. Bei der Auswertung werden die Verformung, das Versagensbild und die Energieaufnahme der Kollisionspartner betrachtet. Zusätzlich werden die Beschleunigungen an der Gondel ausgewertet. Es wird gezeigt, dass die Kollision eines Schiffs mit einer OWEA ein geringes Gefährdungspotential aufweist.

Investigation of the collision behaviour of large and future offshore wind turbines

Victor Flatt, Technische Universität Hamburg

For the estimation of the hazard potential of current and future offshore wind turbines (OWT) in the event of collision with a drifting ship, an explicit numerical case study in ANSYS Autodyn is performed according to the rules of the Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie. To model realistically the failure of ship structure and OWT, a nonlinear material model including failure criterion is chosen. The modelling of the bedding of the OWT using the p-y-method or solid elements is discussed. The case study consists of four OWT between 5 MW and 15 MW rated power and three ships between 10 000 and 214 000 GT. Every possible collision is calculated in the study. The study is evaluated regarding deformation, failure and energy absorption of the collision partners. It is shown, that the collision of a ship with an OWEA only involves a minor hazard potential.