Wellenbeanspruchung auf hydrodynamisch kompakte Betonstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen

Für die Ermittlung von Wellen- und Strömungslasten auf Offshore-Gründungskonstruktionen wird häufig die Morison-Gleichung verwendet. Diffraktionseffekte und vertikale Kraftanteile werden von ihr nicht berücksichtigt. Dass dies nicht nur an hydrodynamisch kompakten Gründungsstrukturen zu unsicheren Ergebnissen führen kann, wird durch Vergleichsrechnungen nach Morison sowie mittels CFD-Methoden an einer Schwergewichtsgründung gezeigt. Für möglichst realistische Wellenzüge werden hierzu maßgebende Wellenparameter aus langjährigen Messzeitreihen bestimmt und in vergleichenden hydrodynamischen Analysen angesetzt. An definierten Punkten der Struktur werden die resultierenden Schubkräfte und Momente beider Verfahren für eine häufig auftretende Welle moderater Abmessungen und eine Extremwelle verglichen. Hierbei werden auch bei im Verhältnis zur Struktur sehr großen Wellen Effekte bei der Umströmung aufgezeigt, welche zu einer signifikanten Erhöhung der Beanspruchung führen. In einer alleinigen Berechnung nach Morison werden diese Effekte nicht detektiert.