Wave induced fatigue loads

• Published in: Der Stahlbau Vol. 83; no. 8; pp. 535 - 541
• Main Author: Seidel, Marc
• Format: Journal Article
• Language: English; German
• Published: Berlin WILEY-VCH Verlag 01.08.2014; WILEY‐VCH Verlag; Wiley Subscription Services, Inc
• Subjects: Berechnungs- und Bemessungsverfahren - Analysis and calculation; Lumping; Mast- und Turmbau - Masts and towers; Offshore; scatter diagram; sea state; Seegang; Stahlwasserbau - Steel structures for hydraulic engineering; Steuerdiagramm; wave; Welle
• ISSN: 0038-9145; 1437-1049
• DOI: 10.1002/stab.201410184

Offshore wind turbines are subject to dynamic excitation from wave loads. Especially when monopile substructures are used, significant fatigue loads can be induced by waves, which are then governing the design. Calculations in the frequency domain are very efficient to compute such wave induced loads and by applying some simplifications, very compact equations can be derived for the determination of fatigue loads. Such simplified formulas can be applied with good accuracy and important insight on governing parameters for wave induced fatigue loads can be gained. Based upon the formulas, further methods e. g. for lumping of scatter diagrams and for interpolations of fatigue loads for different positions within a wind farm can be derived. Welleninduzierte Ermüdungslasten – Erkenntnisse aus Berechnungen im Frequenzraum. Offshore‐Windenergieanlagen sind durch Wellen dynamisch angeregte Strukturen. Besonders bei Anlagen mit Monopile‐Substruktur sind die welleninduzierten Ermüdungslasten oft dimensionierend. Berechnungen im Frequenzraum sind zur Berechnung von welleninduzierten Ermüdungslasten sehr effizient und mit einigen Vereinfachungen können sehr kompakte Formeln zur Ermittlung der Ermüdungslasten hergeleitet werden. Diese Formeln können mit guter Genauigkeit im Design‐Prozess verwendet werden und die formelmäßigen Zusammenhänge erlauben wichtige Erkenntnisse bezüglich der Einflussparameter auf die Ermüdungslasten. Darauf basierend können weitere Methoden zur Kondensierung (Lumping) von Seegängen oder zur Interpolation von Lasten zwischen individuellen Standorten innerhalb eines Offshore‐Windparks entwickelt werden.