Johanna Matsfelt

Doktorand

I september 2015 började Johanna som doktorand på avdelningen Strömningslära. I projektet undersöker hon strömningsfältet kring havsbaserade vindkraftverk. Hennes huvudhandledare är Lars Davidson.

Vindturbiner placerade på land och till havs förtöjda i sjöbotten har funnits sedan en tid. Vid vattendjup större än 40 m, blir det ekonomiskt mer lönsamt att placera vindkraftverken på en flytande plattform istället för i sjöbotten. Sådana här djup representerar stora delar av världens hav som kan användas för havsbaserade vindkraftverk. För att kunna använda dessa ytor behövs forskning för att simulera beteendet hos flytande vindkraftverk.
Flytande vindkraftverk i djupa vatten utgör en viktig och intressant modelleringsutmaning pga. deras dynamiska respons beror på flera faktorer däribland laster från vind, vågor, strömmar, förtöjning, effekter från elastiska deformationer och styrsystemet. Således representerar flytande vindkraftverk en intressant tvärvetenskaplig forsknings utmaning. Det finns flera koder ämnade att simulera flytande vindkraftverk men de flesta använder förenklade metoder för strömningen kring turbinbladen (Blade Element Method), för vågorna (linear wave theory) och för förankringen. Det finns ett behov av mer avancerande beräkningsverktyg som använder Computational Fluid Dynamics (CFD) för både vind och våglasterna samt olinjära metoder för förtöjningen.

Projektet är ett samarbete mellan institutionerna för Tillämpad mekanik och Sjö och marin teknik vid Chalmers. Johanna använder Large Eddy Simulation (LES) för att simulera strömningen kring vindturbinen. Programvaran som används är OpenFOAM kopplad till den aeroelastiska lösaren FAST. Detta görs genom SOWFA som är en uppsättning lösare, turbin modeller och randvillkor i OpenFOAM. Det här tillåter användaren att simulera vindturbinen i ett atmosfäriskt gränsskikt och ta hänsyn till krafterna från vågorna och förtöjningen. Båda programvarorna SOWFA och FAST är utvecklade av NREL. I det här projektet kommer SOWFA att vidareutvecklas för flytande vindkraftverk.​

Publicerad: må 04 sep 2017.