Mooring system optimization for a floating platform for wind turbines
| Autor: | Herrera Batista, Adrian |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental, Trubat Casal, Pau, Molins i Borrell, Climent |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
optimización
Aerogeneradors análisis de sensibilidad Estructures marines Wind turbines Enginyeria civil::Enginyeria hidràulica marítima i sanitària [Àrees temàtiques de la UPC] Modelos subrogados simulación en dominio del tiempo Redes Neuronales Artificiales líneas de fondeo Offshore structures aprendizaje automatizado |
| Zdroj: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Popis: | La optimización del diseño de las líneas de fondeo de una plataforma flotante para aerogeneradores en alta mar es un problema complejo, debido al número de variables de diseño, restricciones normativas, comportamiento no lineal del sistema y grandes tiempos de cálculo de las simulaciones. Esta tesis propone una metodología para la creación de modelos subrogados que permitan simular en menos tiempo la búsqueda de mínimos optimizados. Para cuantificar las características de salida del problema se realizan análisis de sensibilidad mediante el método de Morris, que permiten establecer criterios sólidos para determinar el carácter lineal o monótono de la función objetivo. Para desarrollar el modelo sustituto se analizó un caso de estudio y se subrogó todo el proceso real de optimización de las líneas de fondeo de la plataforma WindCrete. Se aplicaron técnicas de aprendizaje automatizado, en particular redes de neuronas artificiales como sustituto del modelo real. Se estudiaron diferentes configuraciones para la función objetivo y se recogieron las prácticas adecuadas para mejorar el desempeño de los modelos subrogados. Para la búsqueda de las soluciones optimizadas se recurre a métodos meta-heurísticos que exploran el espacio de diseño. Finalmente se plantea una metodología íntegra para similar todo el proceso de cálculo de la estructura, que incluye el sistema de líneas de fondeo, la plataforma y el aerogenerador operando en régimen de servicio y frente a cargas ambientales definidas. La metodología propuesta y toda la experiencia recogida es aplicable en amplios campos de la ingeniería y del diseño. Adicionalmente todo el trabajo se desarrolla con bibliotecas de código abierto. L'optimització del disseny de les línies de fondeig d'una plataforma flotant per a aerogeneradors a alta mar és un problema complex, a causa del gran nombre de variables de disseny, restriccions normatives, el comportament no lineal del sistema i alts temps de càlcul de les simulacions. Aquesta tesi proposa una metodologia per a la creació de models subrogats que permetin simular en menys temps la cerca de dissenys optimitzats. Per quantificar les característiques de sortida del problema es realitza un anàlisis de sensibilitat mitjançant el mètode de Morris, que permet establir criteris sòlids per al comportament lineal o monòton de la funció objectiu. Per desenvolupar el model substitutiu s’ha analitzat un cas d’estudi i s’ha subrogat tot el procés de real d’optimització de les línies de fondeig de la plataforma WindCrete. El model subrogat es basa en tècniques d’aprenentatge automatitzat, en particular xarxes de neurones artificials com a substitut del model real. S’han estudiar diferents configuracions per a la funció objectiu i s’han recollit les pràctiques adequades per tal de millorar el desenvolupament dels models subrogats. Per a la recerca de solucions d’optimització s’utilitzen mètodes meta heurístic que exploren l'espai de disseny. Finalment es planteja una metodologia integra per a simular tot el procés de càlcul de l'estructura, que inclou el sistema de línies de fondeig, plataforma i aerogenerador operant en règim de servei i davant de càrregues ambientals definides. La metodologia proposada i tota l’experiència recollida és aplicable en amplis camps de l’enginyeria i del disseny. Addicionalment tota la feina es desenvolupa amb biblioteques de codi obert. La optimización del diseño de las líneas de fondeo de una plataforma flotante para aerogeneradores en alta mar es un problema complejo, debido al número de variables de diseño, restricciones normativas, comportamiento no lineal del sistema y grandes tiempos de cálculo de las simulaciones. Esta tesis propone una metodología para la creación de modelos subrogados que permitan simular en menos tiempo la búsqueda de mínimos optimizados. Para cuantificar las características de salida del problema se realizan análisis de sensibilidad mediante el método de Morris, que permiten establecer criterios sólidos para determinar el carácter lineal o monótono de la función objetivo. Para desarrollar el modelo sustituto se analizó un caso de estudio y se subrogó todo el proceso real de optimización de las líneas de fondeo de la plataforma WindCrete. Se aplicaron técnicas de aprendizaje automatizado, en particular redes de neuronas artificiales como sustituto del modelo real. Se estudiaron diferentes configuraciones para la función objetivo y se recogieron las prácticas adecuadas para mejorar el desempeño de los modelos subrogados. Para la búsqueda de las soluciones optimizadas se recurre a métodos meta-heurísticos que exploran el espacio de diseño. Finalmente se plantea una metodología íntegra para similar todo el proceso de cálculo de la estructura, que incluye el sistema de líneas de fondeo, la plataforma y el aerogenerador operando en régimen de servicio y frente a cargas ambientales definidas. La metodología propuesta y toda la experiencia recogida es aplicable en amplios campos de la ingeniería y del diseño. Adicionalmente todo el trabajo se desarrolla con bibliotecas de código abierto. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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