Onderzoek naar de mariene grenslaag in een lagesnelheidswindtunnel

Kathleen Vaneeckhaute
Onderzoek naar de mariene grenslaag in een lagesnelheidswindtunnelIn hoeverre heeft leven en werken aan boord van een chemicaliëntanker een invloed op de gezondheid van de werknemers? Om op deze vraag een antwoord te formuleren moeten de concentraties van de gassen die rond het schip hangen bekend zijn. Onderzoek aan boord van chemicaliëntankers is niet altijd vanzelfsprekend, gezien de verschillende variabelen zoals windsnelheid, windrichting, soort gas, design van het schip,...Met dit in het achterhoofd werd er gekozen om onderzoek te verrichten in de windtunnel van Peutz  te Molenhoek in Ne

Onderzoek naar de mariene grenslaag in een lagesnelheidswindtunnel

Onderzoek naar de mariene grenslaag in een lagesnelheidswindtunnel

In hoeverre heeft leven en werken aan boord van een chemicaliëntanker een invloed op de gezondheid van de werknemers? Om op deze vraag een antwoord te formuleren moeten de concentraties van de gassen die rond het schip hangen bekend zijn. Onderzoek aan boord van chemicaliëntankers is niet altijd vanzelfsprekend, gezien de verschillende variabelen zoals windsnelheid, windrichting, soort gas, design van het schip,...

Met dit in het achterhoofd werd er gekozen om onderzoek te verrichten in de windtunnel van Peutz  te Molenhoek in Nederland. Deze windtunnel is gebouwd met oog op metingen van onder andere configuraties op land, bijvoorbeeld om de luchtkwaliteit te evalueren als er een nieuwe verkeerstunnel moet worden gegraven. Parameters zoals snelheid en turbulentie op zee zijn daarentegen anders dan op land. In dit onderzoeksproject wordt een nieuwe configuratie gezocht om de mariene grenslaag, de wrijvingslaag boven zee, te simuleren in een lagesnelheidswindtunnel. 

Allereerst wordt besproken hoe de grenslaag is opgebouwd, naar welke referentiewaarden we streven, hoe we wind kunnen voorstellen in een grafiek en welke parameters wind beïnvloeden.

Vervolgens wordt aan de hand van een twintigtal profielmetingen onderzocht hoe we enerzijds de referentiewaarden benaderen, en anderzijds waarop de onderdelen van de windtunnel een invloed hebben. Uiteindelijk werd een configuratie uitgekiend die in de buurt kwam van de gewenste referentiewaarden. 

Door dit onderzoeksproject kan er in de toekomst meer onderzoek gebeuren voor de maritieme industrie. 

 

Bibliografie

BIBLIOGRAFIE

Lijst van publicaties

N. Agrawal, V. K. Gupta, A. Gupta, A. Mittal, (2012); Comparison of codal values and experimental data pertaining to dynamic wind characteristics; Journal of wind and engineering, Vol. 9, No. 1, pp. 33-53

M.E. De Bortoli, B. Natalini, M.J. Paluch, M.B. Natalini, (2002); Part-depth wind tunnel simulations of the atmospheric boundary layer; Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol.90, p.281-291

Det Norske Veritas, (2010); Recommended practice, DNV-RP-C205, Environmental conditions and environmental loads,

Det Norske Veritas, (2002); Guidelines for design of wind turbines

Dr. J. D. Holmes, (s.d.); Wind loading and structural response; Lecture 6; Atmospheric Boundary layers and turbulence.

[8] S.A.Hsu, (1993); Determining the Power-Law Wind Profile Exponent under near-neutral stability conditions at sea; Journal of applied meteorology, Vol.33, Issue 6, p757-772

Finn E. Jørgensen, (2002); How to measure turbulence with hot-wire anemometers – a practical guide; Dantec Dynamics A/S, Publication no: 9040U6151

K. Khusnutdinova, (2009); Kolmogorov’s 5/3 law

H. Kozmar, (2011a); Natural wind simulation in the TUM boundary layer wind tunnel; Theoretical and Applied Climatology, Vol. 106, no.1-2

H. Kozmar, (2011b); Truncated vortex generators for part-depth wind-tunnel simulations of the atmospheric boundary layer flow; Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics Vol.99, p130-136

P. L. O’Neill et al, (2004); Autocorrelation Functions and the Determination of Integral Length with Reference to Experimental and Numerical Data

N. Thompson, (s.d.) ESDU 85020; Characteristics of atmospheric turbulence near the ground, Part II: single point data for strong winds, ISBN: 978 0 85679 526 8

K. T. Trinh, (s.d.); On the karman constant; Massey University, New Zealand

TSI Incorporated, (2005); Specifications Model 8345 Velocicalc Air Velocity Meter

K. Varshney, K. Poddar, (2011); Experiments on integral length scale control in atmospheric boundary layer wind tunnel; Theoretical and applied climatology, Vol. 106, p127-137

L. W. Wei, L. C. L. Desmond, (s.d.); Atmospheric Boundary Layer Wind Tunnel Design

Z. Y. Wang, E. J. Plate, M. Rau, R. Keiser, (1996); Scale effects in wind tunnel modelling; Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics Vol.61, p113-130

Y. Zhang, J. Ma, Z. Cao, (2008); The Von Karman constant retrieved from CASES-97 dataset using a variational method; Atmospheric chemistry and Physics, Vol. 8, p7045-7053

 

Lijst van boeken

K. Argyriadis, (s.d.); Wind conditions for offshore wind turbine design, RECOFF, comparison of Standards and Regulations

T. Burton, D. Sharpe, N. Jenkins, E. Bossanyi, (2001); Wind Energy Handbook; John Wiley & Sons Ltd; ISBN: 0-471-48997-2

W.F. Chen, (1997); Handbook of Structural Engineering; Boca Raton: CRC Press;                           ISBN 08-493-2674-5

P. Gipe, (2004); Wind power: Renewable energy for home, farm and business; Chelsea Green Publishing; ISBN 978-1-931498-14-2

 

 

 

Lijst van websites

ACIN Instruments bv, (s.d.) ;                                               http://www.acin.nl/EN/products/air/pitot-tubes/pitot-tubes.htm

A.O.L. Inc, (2013); Closed wind tunnel;                  http://green.autoblog.com/2010/08/05/gms-wind-tunnel-turns-30/

American Institute of Chemical Engineers, (s.d.); Friction velocity; http://www.aiche.org/ccps/glossary/process-safety-glossary/friction-velocity-u

American Meteorological Society, (2012); meteorology glossary; aerodynamic roughness length; http://glossary.ametsoc.org/wiki/Roughness_length

Australian Maritime Safety Authority, (s.d.); Wind and waves: The Beaufort Scale; http://www.amsa.gov.au/search_and_rescue/Training_and_Education/Safety_Education/  Wind_&_Waves.pdf

T. Benson, (2009a); Nasa; Types of wind tunnels;                  http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/tuntype.html

T. Benson, (2009b); Nasa; Open return wind tunnel;            http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/tunoret.html

P. Bradshaw, R. Mehta, (2003); Wind tunnel design;                                                     http://www-htgl.stanford.edu/bradshaw/tunnel

D. J. Dunn, (s.d.); Tutorial no.1 fluid flow theory; http://www.freestudy.co.uk/fluid%20mechanics/t1203.pdf

J.M. McDonough, (s.d.); Introductory Lectures on turbulence; http://www.engr.uky.edu/~acfd/lctr-notes634.pdf

 P. McMurtry, (2000); Length and time scales in turbulent flows; http://www.eng.utah.edu/~mcmurtry/Turbulence/turblt.pdf

Universiteit of Hogeschool
Nautische Wetenschappen
Koninklijke Militaire School
Publicatiejaar
2013
Deel deze scriptie