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Unravelling the impact of vortex-induced vibrations for enhanced wind turbine safety

Projektbeschreibung

Schwingungsschäden in Offshore-Windkraftanlagen verhindern

Offshore-Windkraftanlagen werden aufgrund der steigenden Nachfrage nach sauberer Energie immer beliebter. Die Bewertung der effektiven Lebensdauer bleibt jedoch eine Herausforderung. Ein zentrales Problem sind wirbelinduzierte Schwingungen (VIV), die während der Installation auftreten und zu erheblichen Ermüdungsschäden führen können, noch bevor die Anlagen in Betrieb gehen. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt VIV-WISE ein numerischer Multiphysik-Rahmen zur Abschwächung und Vermeidung von Schwingungsschäden entwickelt. Dabei werden die jüngsten Fortschritte und Methoden genutzt, um die Beurteilungsgenauigkeit erheblich zu verbessern, die Installationsplanung zu unterstützen und gegebenenfalls VIV-induzierte Risse zu identifizieren.

Ziel

Despite significant advancements in offshore wind turbines (OWTs), effective life cycle assessment remains a critical challenge. An emerging limiting factor in the lifespan of these structures is vortex-induced vibrations (VIV), which may occur during the installation process, before the towers are commissioned in offshore wind farms. Over several weeks, VIV can cause substantial oscillation amplitudes, potentially leading to significant fatigue damage before the OWTs are fully operational. This issue is becoming increasingly crucial as OWTs grow in size and reduce in weight. In this context, the VIV-WISE project aims to develop and verify a new multi-physics numerical framework to address this issue. This tool seeks to (1) surpass the accuracy of current state-of-the-art by integrating novel fluid-structure interaction methodologies with recent advancements in damage mechanics, specifically the Phase Field model for fracture, to provide insights into fatigue damage caused by VIV in metals - particularly cylindrical shells and welds. (2) Establish a guide for identifying cracks induced by VIV in pioneering wind tunnel experiments, and (3) assist in the OWT tower installation process, thereby preventing significant failures before operation. Hence, VIV-WISE addresses a complex, multi-disciplinary phenomenon that encompasses both solid and fluid mechanics. The proposed methodology will not only be valid for OWTs, but also for other industrial sectors where VIV-induced fatigue damage is a concern, such as chimneys, marine risers and bridges.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSIDAD DE SEVILLA
Netto-EU-Beitrag
€ 262 393,20
Adresse
CALLE S. FERNANDO 4
41004 Sevilla
Spanien
Region
Sur Andalucía Sevilla
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

Partner (2)