Σύζευξη αεροδυναμικής και υδροδυναμικής σε υπεράκτιες ανεμογεννήτριες - Σινοπούλου, Ελένη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Μηχανικής, 2017)
Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των υπεράκτιων πλωτών ανεμογεννητριών, τα υλικά που Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους καθώς και η κινηματική και δυναμική μελέτη των πύργων. Οι πλωτές ανεμογεννήτριες εδραιώνονται όλο και πιο πολύ στο αναπτυσσόμενο πεδίο της παραγωγής ενέργειας από τις φυσικές πηγές που προσφέρει το περιβάλλον. Το γεγονός πως είναι σαφέστερα πιο οικονομικές, ελαφριές και οικολογικές τις καθιστούν πρώτη επιλογή για τον ερευνητή και μηχανικό, οι οποίοι όσο περνά ο καιρός προσπερνάνε την πρώτη λύση της σταθερής ανεμογεννήτριας. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη ιστορική αναφορά στην αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας από τον άνθρωπο, στα μέρη τα οποία απαρτίζουν μια ανεμογεννήτρια, στα διάφορα είδη ανεμογεννητριών που υπάρχουν (στάσιμες και πλωτές), στα υλικά που επιλέγει ο μηχανικός να χρησιμοποιήσει για την κατασκευή των πύργων καθώς και στην αντοχή τους. Στο δεύτερο κεφάλαιο επιχειρείται η ανάλυση των δυνάμεων του αέρα και της θάλασσας που δέχεται ο πύργος της πλωτής ανεμογεννήτριας καθώς και η περιγραφή της θεμελιώδους εξίσωσης Morison. Στη μελέτη της εξίσωσης Morison προέκυψε η αναγκαιότητα εισαγωγής στοιχειών της θεωρίας των κυματισμών Airy για τη δημιουργία κώδικα υπολογισμού, έτσι ώστε να επιτευχθεί επίλυση βασικού προβλήματος. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η μελέτη του πύργου πλωτής ανεμο γεννήτριας καθώς και συγκριτικά αποτελέσματα. Εισάγουμε την έννοια του strip theory, που πρόκειται για τον πιο εδραιωμένο τρόπο περιγραφής τέτοιων μελετών λόγω της απλότητας που παρουσιάζουν οι μαθηματικές εκφράσεις. Στη συνέχεια παρουσιάσαμε δυο μελέτες πύργου, μια που να συγκρίνει την εξίσωση Morison με τα στοιχεία από το strip theory και μια δεύτερη που παρουσιάζει σύζευξη αεροδυναμικών και υδροδυναμικών φορτίων. Τέλος, επισυνάπτεται appendix με τον κώδικα υπολογισμού υδροδυναμικής.