Hva skjer med vinden bak en flytende vindturbin når den beveger seg som følge av vind og bølger? Haris Hameed Mian har undersøkt dette i sitt doktorgradsarbeid ved NMBU. Han har også utviklet raskere metoder for å forutsi disse endringene.
Når vind passerer gjennom en vindturbin, blir en del av energien omdannet til elektrisitet. Bak turbinen oppstår et område med lavere vindhastighet og mer turbulent luft – omtrent som kjølvannet etter en båt som beveger seg gjennom vann. Dette området med redusert vindhastighet kalles en «vake».
– Det er avgjørende å forstå dette fenomenet, ettersom andre vindturbiner som står lenger bak i strømretningen, kan produsere mindre strøm og bli utsatt for varierende strukturelle belastninger, sier Haris.
I doktorgradsarbeidet sitt brukte Haris detaljerte datasimuleringer – validert mot målinger fra vindtunnelforsøk – for å undersøke hvordan turbinens bevegelser påvirker luftstrømmen. Han oppdaget at ulike typer bevegelser skaper distinkte mønstre. Vippebevegelser (pitching) fører til pulsering i vaken, mens rullebevegelser (rolling) fører til at vaken beveger seg i slyngende baner, såkalt meandrering.
Selv om det er viktig å forstå disse endringene, kan detaljerte datasimuleringer ta flere dager å fullføre, selv med kraftige datamaskiner. For å løse dette utviklet Haris et rammeverk basert på kunstig intelligens, kalt MoC-PiRNN. Dette rammeverket kombinerer data om turbinens bevegelser med fysiske prinsipper for å forutsi hvordan luftstrømmen utvikler seg over tid.
– Målet mitt var å bruke detaljerte strømningssimuleringer til å forstå hvordan bevegelsene til en flytende vindturbin endrer vaken, og deretter bruke denne kunnskapen til å utvikle raskere metoder for å forutsi disse endringene – uten å måtte gjenta tidkrevende simuleringer, forklarer Haris.
Videre utviklet han en metode der modellen lærer å forutsi kun de endringene som skyldes turbinens bevegelser, i stedet for å beregne hele luftstrømmen på nytt. Haris har også laget en interaktiv demonstrasjon på nettet, der interesserte kan utforske hvordan nevrale nettverk brukes til å forutsi luftstrømmen bak vindturbiner.
Her kan du prøve demonstrasjonen.
Denne forskningen gir ny innsikt i hvordan flytende vindturbiner påvirker luftstrømmen i kjølvannet sitt, og kan bidra til utviklingen av raskere analyseverktøy for fremtidige havvindparker.
FAKTa:
Haris Hameed Mian
- Doktorgrad: NMBUs Fakultet for realfag og teknologi. Ansatt i Aker Solutions.
- Tidligere utdanning: Master i maskinteknikk
- Tittel på avhandlingen:
- Norsk: Høypresisjonsmodellering og fysikkintegrerte nevrale surrogatmodeller for flytende havvindturbiner
- Engelsk: High-Fidelity Modeling and Physics-Integrated Neural Surrogates for Floating Offshore Wind Turbines
Haris Hameed Mian skal forsvare doktoravhandlingen sin 3. desember 2026.