Avis de soutenance de thèse de doctorat de Seung-Yoon HAN - ED SIS
Hydrodynamic analysis and numerical modelling of heave plates for floating wind turbines
le 2 avril 2024
Mardi 2 avril 2024 à 9h30 à l'École Centrale de Nantes, Amphithéâtre E
Cette thèse vise à étudier les charges hydrodynamiques exercées sur les plaques de pilonnement en se concentrant sur les caractéristiques de conception des éoliennes flottantes avec une profondeur d'immersion plus faible et une réponse de mouvement significative par rapport aux plates-formes offshore conventionnelles. Pour atteindre cet objectif, des campagnes expérimentales approfondies sont menées sur un cylindre circulaire tronqué avec une plaque de pilonnement dans le bassin hydrodynamique et de génie océanique de l'Ecole Centrale de Nantes. L'étude examine les charges hydrodynamiques induites par les vagues mono- et bi-chromatiques, ainsi que les mouvements de déferlement, de soulèvement et de tangage. Différents diamètres de plaques sont étudiés en tenant compte de la porosité et de la proximité de la surface libre pour une large gamme de paramètres d'écoulement. En outre, une méthode analytique du premier ordre basée sur la théorie de l'écoulement potentiel est développée pour résoudre les problèmes de diffraction et de rayonnement des ondes. La validation est discutée en comparaison avec les résultats expérimentaux et les solveurs de la méthode des éléments de frontière (BEM). Enfin, des simulations dédiées à la dynamique des fluides (CFD) sont effectuées pour modéliser numériquement la plaque de soulèvement. Il a été confirmé qu'un modèle de turbulence doit être mis en œuvre par le biais de la visualisation de l'écoulement. Les résultats montrent notamment la présence d'une forte séparation de l'écoulement autour du bord de la plaque pendant les vagues et les oscillations de soulèvement. Par conséquent, un modèle de Morison simplifié est suggéré pour modéliser la séparation de l'écoulement pour les charges de diffraction des ondes verticales.