A Comparison of two hydrodynamic programmes

Abstract

Due to time and cost restraints the first stage of design of offshore structures requires a numerical approach. Benchmark studies are carried out prior to actual design in order to determine whether the numerical modelling can be performed reliably. Generally, a benchmark case is selected considering structural similarities. Apart from geometric similiarities, it is important to consider whether there is publicly available data. Following this, the results of regenerated benchmark case is compared with the original benchmark study. Since software or open-source code used for the study includes some theoretical assumptions as well as a number of simplifications, usually, researchers prefer to use comparison using different numerical tools.  In this study, a cyclinder was modelled using WAMIT software (which was developed by MIT’s researchers and used commonly in hydrodynamic analysis of offshore wind systems) and NEMOH (which was developed by Nantes laboratory researchers) and the benefits and the drawbacks of both software was discussed. 

Keywords

• Hydrodynamics,numerical modeling,open-source code

İki hidrodinamik programın karşılaştırılması

Abstract

Açık deniz yapılarının zaman ve maliyet kısıtlamaları sebebiyle, tasarımın ilk aşamasında sayısal metotlara ihtiyaç duyulur. Modellemenin güvenilir şekilde yapılıp yapılamayacağını anlamak için tasarıma başlamadan önce kıyaslama çalışmaları yürütülmektedir. Karşılaştırma çalışması için, genellikle, üzerinde çalışılan tasarıma geometrik olarak en yakın yapı seçilir.  Geometrik benzerliğin yanı sıra seçilecek karşılaştırma çalışmasının gerekli verilerine rahatlıkla ulaşılıp ulaşılamayacağı önemlidir. Sonrasında, yayınlanmış olan bu karşılaştırma çalışması yeniden modellenip sonuçları ile kıyaslanır. Seçilen yazılımlar ya da açık kaynaklı kodlar bazı teorik kabullere ve bazen basitleştirmelere dayandığından, çoğu zaman araştırmacılar farklı sayısal programlar kullanmayı tercih ederler. Bu çalışmada açıkdeniz yapılarının hidrodinamik analizinde yaygın olarak kullanılan MIT tarafından geliştirilmiş WAMIT programı ile Fransa’daki Nantes laboratuvarındaki araştırmacılar tarafından geliştirilen açık kaynaklı kod NEMOH kullanılarak silindir bir yapı modellenmiş ve her iki yazılımın avantajları ile dezavantajları tartışılmıştır.  

Keywords

• Hidrodinamik,sayısal modelleme,açık kaynaklı kod

References

1. Bachynski, E.E., Design and Dynamic Analysis of Tension Leg Platform Wind Turbines, Doctoral Theses at NTNU, 2014 : 86.
2. Leite, O.B., Review of Design Procedures for Monopile Offshore Wind Structures, Thesis of Master in Science, University of Porto Department of Civil Engineering, 2015.
3. Oh, K.Y., Nam, W., Ryu, M.S., Kim, J.Y., Epureanu, B.I., A review of foundations of offshore wind energy convertors: Current status and future perspectives, Renewable and Sustainability Energy Reviews, 88, 16-36, (2918).
4. O’Kelly, B.C., Arshad, M., Offshore wind turbine foundations-analysis and design, Offshore Wind Farms, 589-610, (2016).
5. Wu, X., Hu, Y.,Li, Y., Yang, J., Duan, L., Wang, T., Adcock, T., Jiang, Z., Gao, Z., Lin, Z., Borthwick, A., Liao, S., Foundations offshore wind turbines: A review, Renewable and Sustainability Energy Reviews, 104, 379-393, (2019).
6. Henderson, A.R., Morgan, C.S., Smith, B., Sorensen, H.C., Barthelmie, R.J. & Boemans, B., Offshore Wind Enegy in Europe, A Review of the State-of-the-Art, Wind Energy, 6, 35-52, (2003).
7. Babarit, A., Delhommeau, G., Theoretical and numerical aspects of the open source BEM solver NEMOH, Proceedings of the 11th European Wave and Tidal Energy Conference, Nantes (2015).
8. Day, A.H., Babarit, A., Fontaine, A., He, Y.P., Kraskowski, M., Murai, M., Penesis, I., Salvatore, F., Shin, H.K., Hydrodynamic modelling of marine renewable energy devices : A state of the art review, Ocean Engineering, 108, 46-69, (2015)

9. Parisella, G., Gourlay, T., Comparison of open-source code nemoh with wamit for cargo ship motions in shallow water, Technical Report, 23, Centre for Marine Science and Technology, Curtin University, (2016).
10. Lee, C.H., Newman, J.N., WAMIT User Manual, WAMIT, Inc.:Chestnut Hill, MA, (2006).
11. Jonkman, J.M., Buhl, M.L., FAST’s user’s guide. NREL/EL-500-38230. NREL: Golden, CO, (2005).