Projekt CEEC (Center of Excellence for Exascale CFD)

10.07.2024

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Suction-Bucket-Fundamente für Offshore-Windkraftanlagen können ein erhebliches Risiko von Erosionsschäden bergen. Dennoch gewinnt diese Art der Meeresgründung als umweltfreundliche Alternative zu Monopile-Gründungen an Bedeutung. Überschreitet jedoch der Sog während der sauggetriebenen Installation einen kritischen Schwellenwert, können die großen hydraulischen Gradienten innerhalb des Strömungsnetzes im Meeresboden zu einer lokalen Erosion der Bodenkanäle führen, was eine weitere Installation verhindern würde.

Im Rahmen dieses Projekts soll ein Demonstrator für partikelaufgelöste 3D-Simulationsansätze für eine geotechnische Anwendung im realen Maßstab erstellt werden, wobei der Schwerpunkt zunächst auf der Modellvalidierung mit verfügbaren experimentellen Ergebnissen (physikalische Modellversuche in verkleinertem Maßstab) und dann auf einer großen Anwendung liegt, die sich auf einen repräsentativen Ausschnitt des Fundamentes in vollem Maßstab während der ersten Meter der sauggetriebenen Installation konzentriert.

In diesem Projekt werden die Diskrete-Elemente-Methode und die Lattice-Boltzmann-Methode zur Durchführung einer vollständig aufgelösten gekoppelten Fluid-Partikel-Simulation verwendet. Die Simulation ist in dem hochparallelen Multiphysik-Framework waLBerla implementiert. EuroHPC JU-Supercomputer werden für die Durchführung von großen Simulationen verwendet.

Projektkoordination: Königliche Technische Hochschule
Konsortium: 8 internationale Partner aus der Wissenschaft
Förderung: Das Projekt wird vom European High Performance Computing Joint Undertaking gefördert

Es wird eine Simulation zur Analyse von Piping-Erosion bei der Installation eines Suction-Buckets für Offshore-Windturbinen durchgeführt. Das waLBerla-Framework wird verwendet, gekoppelte Partikel-Fluid Simulationen hierfür durchzuführen. Die Simulation umfasst eine DEM-Repräsentation der Feststoffphase und ein LBM-Modell des umströmenden Wasserflusses. Ziel ist die Validierung anhand eines Modelltests im verkleinerten Maßstab und die 3D-Analyse lokaler Phänomene während der Installation.

Partner

Königliche Technische Hochschule
Aristoteles-Universität Thessaloniki
Barcelona Supercomputing Center
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Universität Stuttgart
Universität Umeå
Technische Universität Dänemarks

Förderung

European High Performance Computing Joint Undertaking