This thesis deals with the application of morphing skin and structure technology in a hydroturbine context. The work has been divided into two parts; construction of a demonstration rig and CFD calculations assessing the concept of camber morphing of guide vanes.Five rubber 'morphing bumps' reduce the intensity of vortex shedding behind a cylinder in an open flow of water. The bumps are made by a rubber bellows placed in a perforated stainless steel pipe. Their size is controlled by air pressure, and the option of reducing them to a neutral state is present. A control software has been designed using Labview, allowing manual and automatic (model predicted flow control) operation, as well as logging of measurements. The tests show that the bumps are capable of reducing vortex intensity by approximately 25%.CFD simulations has been performed on a Francis turbine section to determine if altering the camber of guide vanes at different loads can have a beneficial effect to the performance and wear characteristics. The simulations resulted in a dataset consisting of steady state and transient simulation results from 28 combinations of camber and wicket gate opening. The results did not establish that camber morphing can increase efficiency, but neither did they reject it completely. It has been shown that for small cambers up to 2%, the gains from increased lift far outweigh increased drag at part loads.

Hovudmålet med denne rapporten har vore å evaluera moglege løysingar for energieffektive tørkesystem basert på solenergi. Gjennom litteraturstudiet vert det funne at opne system for soltørking har ei rekkje generelle problem: Store avlingstap kjem som følgje av utilstrekkeleg tørking, sopp, insekt, fuglar, gnagarar, støv og søppel, samt uventa nedbør og andre uforutsette værforhold. Lukka soltørker kan eliminera eller redusera mange av desse problema, men dei har alle det til felles at dei baserer seg på tørketemperaturar over omgjevnadstemperatur. Tørking ved relativt låge temperaturar kan vera med å bevara ei rekkje ønska kvalitetar til fersk mat. Lukka varmepumpetørker kan operera uavhengig av værforhold, gjeva tørketemperaturar under omgjevnadstemperatur, og tilbyr slik ein attraktiv moglegheit for å auka produktkvalitet og redusera øydelegging gjennom god kontroll over, og regulering av tørkebetingelsane. For å levera tørkeluft med tilstrekkeleg låg luftfuktighet, og ved temperaturar under omgjevnadstemperatur trengst det kjøling. Eit litteraturstudium er gjort kring solkjølingsteknologiar. For ei tørke med solbasert energiforsyning, vil ein naturleg konsekvens vera tidsvarierande energitilgang, og dermed tidsvarierande drift. Eit tenkt tørkesystem er difor planlagt slik at tørka går om dagen, og står stille om natta. Det er utført eksperiment med tørking av fisk, med mål om å kartlegga korleis ein slik døgnsyklus vil påverka tørkeforløpet. Hovudkonklusjonen er at ein slik syklus vil vera energisparande, men meir tidkrevjande enn tilsvarande tørking med kontinuerlig drift. Det vert også vist at tørkeprosessen går fortare ved 20°C/26%RH enn ved 10°C/50°RH.Ei tørke basert på ein standard 40-fots isolert ISO-container vert dimensjonert til å kunna tørka 122 tonn fisk (fersk vekt) årleg ved tørketemperatur 15°C, relativ fuktighet 40%, og 10 timars dagleg drift. Tørka krev 56,2kW kjøleeffekt ved 0°C, og vifteeffekt 16,3kW. Med effektbehovet kartlagt vert ulike solbaserte energiforsyningssystem vurdert. Litteraturstudiet resulterer i at ein del solkjølingsteknologiar, blant anna ejektorkjøling med CO2 som arbeidsmedium, vert vurdert som lite aktuelle for det tenkte systemet. Dei gjenverande kjøleteknologiane som vert grundigare undersøkt er dei termisk drivne teknologiane ejektorkjøling (med arbeidsmedium R134a/R11/H2O) og absorpsjonskjøling (med LiBr-vatn som arbeidspar), samt konvensjonell elektrisk driven dampkompresjon med R717-ammoniakk som arbeidsmedium. For anskaffelse av naudsynt termisk energi vert uisolerte flatplatesolfangarar, isolerte flatplatesolfangarar og vakuumrøyrsolfangarar vurdert. For anskaffelse av elektrisk energi vert solcellepanel vurdert mot termisk solfangar + varmemotor og generator. Ulike systemløysingar for å levera kjøleenergi til tørka vert så samanlikna på grunnlag av naudsynt solfangarareal, solfangarkostnad, og kjølarkostnad. Solfangarkostnaden er om lag 10 gongar høgare enn kjølarkostnaden for alle systemløysingar. Av dei undersøkte løysingane vert solcelledriven dampkompresjonskjøling funne å vera den minst kostbare og minst arealkrevjande løysinga. Ved 10 timars drift i døgnet, kan tørka drivast utelukkande frå solenergi frå 512 m2 solcellepanel til ein estimert kostnad €255.800. Vifta i tørka står for over halvparten av energibruken. Alle andre systemløysingar innebar høgare solfangarkostnader og større solfangarareal. Nest etter solcelledriven dampkompresjon ser eitt- eller to-trinns absorpsjonskjøling, driven av vakuumrøyrsolfangarar, ut til å vera det mest interessante alternativet. To-trinnsløysinga inneber litt mindre solfangarareal og –kostnader, men krev til gjengjeld eit system som tåler 145°C i forhold til eitt-trinnssystemet som går ved 90°C. Høgare temperaturar kan gjere det meir komplisert med termisk energilagring. Ved nytting av konsentrerande solfangerar kan solfangararealet i fleire av systemløysingane meir enn halverast.For klimatiske forhold og tilgjengeleg solinnstråling er det teke utgangspunkt i Mumbai, India.

Denne masteroppgaven omhandler en dynamisk stabilitetsanalyse av et område med mye planlagt distribuert småkraft, og er gitt av NTE Nett AS. Bakgrunnen for oppgaven er en endring av nettet i området, for å tilknytte ny planlagt produksjon.En dynamisk simuleringsmodell av planområdet er utviklet i analyseprogrammet DigSilent PowerFactory. De dynamiske analysene tar utgangspunkt i tre ulike driftssituasjoner; Case A med maksimal produksjon og lavlast, Case B med produksjon og last i en antatt middelverdi samt Case C med minimum produksjon og høylast.Systemet er funnet småsignalt stabilt for alle de tre driftssituasjonene, med laveste dempningsfaktor observert på 13,9%. Det er utført en følsomhetsanalyse av systemets egenverdier, som viser at småsignalstabiliteten ikke blir mye dårligere som følge av en endring i generatorens parametre. Dersom spenningsregulatorenes forsterkninger endres mye ut over de foreslåtte verdiene, kan det føre til ustabilitet.I alle de tre driftssituasjonene er det undersøkt symmetriske og usymmetriske kortslutninger ulike steder i modellen, utfall av produksjon, inn- og utkobling av reaktor samt øydrift. Det er i tillegg studert effekten av spenningsregulering, som er viktig for systemstabiliteten. Den korteste kritiske klareringstiden funnet, opptrer ved en symmetrisk kortslutning nær det eksterne nettet i Case A, på 155ms.Det er tatt utgangspunkt i feilen som medfører den korteste kritiske klareringstiden, og forsøkt å forbedre responsene som følge av denne feilen. Det viser seg at generatoren i Brekkvasselva kraftverk skaper pendlinger, som får de andre generatorene til å miste synkronisme. Etter nærmere undersøkelser er det konkludert med at det er generatorens plassering som er hovedårsaken til problemene. De mest effektive tiltakene for å forbedre systemets stabilitetsmargin, er å koble ut Brekkvasselva kort tid etter feil, endre maskinparametre eller å trinne sekundærtransformatoren ned i situasjoner med høy produksjon. Dette for å øke systemets stabilitetsmargin.

The aim of this study was to determine the level of environmental impact and primary energy resulting from demands placed on residential ventilation and heating systems; a conventional residential house built to the 2007 Norwegian building code with a standard heating system was compared against three technology scenarios used in a passive house of the equivalent size. Both houses have wooden framework and cladding and are projected by the Norwegian building company Norbohus. An economical evaluation of the heating systems was also done. The alternative heating option for the conventional house, Stord TEK 07, was based on current Norwegian energy consumption patterns; a combination of electricity and firewood is used to meet heating demand. This heating mix was also modeled as an option for the heating requirements of the passive house, named Stord Passive S1. Additionally, a solar collector system (Stord Passive S2) and an air-to-water heat pump (Stord Passive S3) were modeled for the passive house. Finally, a balanced mechanical ventilation system was evaluated for both buildings. The life-cycle assessment method used was the ReCiPe method and the electricity used in the operation phase was based on the Nordic electricity mix.The results of this study indicate that Stord TEK 07 has the largest emission output in relation to output of CO2-eq, presented in the impact category “Climate change”. From a life-cycle perspective, the heating system requirements of a Stord TEK 07 house are 47.5 and 45 percent higher than the renewable energy solutions of passive house scenarios S2 and S3, respectively. Total life-cycle primary energy requirements in the Stord TEK 07 house were almost twice that of the renewable solutions in the passive house. Using the Norwegian standard heating system of Stord TEK 07 in a passive house as was done in Stord Passive S1, also results in a large improvement; output of CO2-eq and use of primary energy was reduced by 34-35 percent. Stord TEK 07 has also the highest emission output in most of the other impact categories and the largest present value costs, when building constructing costs are excluded. The heat pump solution, Stord Passive S3, has the lowest impact in most categories; however, the solar collector system Stord Passive S2, had lower output of CO2-eq. Stord Passive S2 has also lower present value costs then the air-water heat pump Stord Passive S3.A balanced ventilation system with 80 percent heat recovery was studied for both the houses. The benefit of heat recovery is recognizable in all the impact categories considered. The energy consumption and potential harmful emissions resulting from the electrical energy used by fans during the life cycle far exceed the environmental impacts that result from manufacture and transportation of the ventilation unit. The study revealed that the heat-recovery system must have efficiency greater than 15 percent to achieve reduction concerning output of CO2-eq and use of primary energy for Stord TEK 07; this requirement increases to 42 percent in houses built to the passive house standard house, Stord Passive.

The main dynamic loads on a tidal turbine are due to the tidal current variation, turbulence, wave-current interaction and wake from the tower and upstream turbines. The design of the turbine is highly dependent on the dynamic loads acting on the turbine's blades and its structure. Cyclic loading and unloading of any material over a period of time will lead to fatigue and structural damage. In this work dimensioning loads for NTNU's 1 MW reference tidal turbine are calculated due to the vertical no-slip current velocity profile, wave-current interaction, the horizontal and vertical velocity component due to the waves, turbulence and the tidal wave. Based on mathematical models the dimensioning loads for the turbine are calculated with a Matlab code written for this work. The influence of each of the components causing a dynamic load on the tidal turbine blades is evaluated and analyzed with the rainflow counting algorithm, which can be used for fatigue analysis.Results from Matlab calculations are compared to experimental results in order to validate the Matlab code. In the comparison the trends are the same for calculation and experimental results, oscillating curves with the same period. It is noticed that in large waves the Matlab code predicts very well the dynamic loads in terms of mean and peak-to-peak values.For the thrust force and the shaft torque the horizontal component of the velocity due to the waves has the largest influence on the peak-to-peak values and the turbulence induces a high number of cycles. For the pitch moment as well the horizontal component due to the waves has the largest influence on the peak-to-peak values, but also the vertical component has a certain influence. For the pitch moment the consistently main oscillations inducing cyclic loading are due to the vertical no-slip current velocity profile. This is also the case for the yaw moment, but here the vertical wave component has the largest influence on the peak-to-peak values. For calculation with the tidal wave it is noticed that higher velocities gives higher maximum values. The Matlab code is a reliable and fast tool. Despite the simplifications done in the calculations, it calculates the dimensioning loads for a tidal turbine with a good accuracy.

This master's thesis is a continuation of previous theses written at ComputIT AS. It treats heat transfer to LNG pools boiling on water through two heat transfer models, LNGSIM1 and LNGSIM2. LNGSIM1 utilizes heat transfer correlations for pure liquids in combination with physical data of the mixture, while LNGSIM2 uses LNGSIM1 and a simple model for the concentration boundary layer. Both models are implemented in the CFD software Kameleon FireEx (KFX) and thereafter tested and validated against experimental data from the Burro test series. Comparisons with experimental data show that LNGSIM1 often produces correct trends in the downstream gas concentrations. The results are, however, often shifted in time, indicating that the heat transfer in the beginning of the spill is too low. LNGSIM2 is constructed to increase the heat transfer compared to LNGSIM1, hence vaporizing the LNG faster to better fit the experimental data in time. The choice of the constant CSIM2 in LNGSIM2 greatly affects the heat transfer, and it is found to fit experimental data best for 0.70 < CSIM2 < 0.80.An attempt to approximate LNG as pure methane produced erroneous results due to the heat flux remaining constant throughout the spill. Another attempted approximation was the use of a constant heat transfer coefficient. This produced very low heat fluxes towards the end of the spill, making it impossible for the gas concentrations to reach a zero value within the experimental time interval. The use of these simplifications are therefore not advised.A study of rapid phase transitions (RPT) is conducted using a simple criterion for when an RPT can occur. Comparison with a theoretical study gives promising results for describing when, where and why an RPT occur. This can be used to estimate when to release the pressure wave of an RPT.Investigations of the pool boiling correlations for pure liquids conclude that the way of calculating the transition boiling regime results in too high heat fluxes in that regime. To address this, a parameter study using LNGSIM1 and a factor Z is performed in order to reduce the transition boiling heat fluxes. The optimum values of Z are thereafter combined with the optimum values of CSIM2. Combining Z and CSIM2 reveals that most of the investigated values of Z overrides the wanted effect of CSIM2, hence warranting new approaches to reduce the overestimated transition boiling heat fluxes. Nevertheless, LNGSIM1 and LNGSIM2 with 0.70 < CSIM2 < 1.00 appear to be good alternatives to the current heat transfer model in KFX, since the heat transfer coefficient is continuously calculated based on compositions and boiling regimes, whereas the KFX model requires a constant heat transfer coefficient as input.

Det er for lite kunnskaper om virkningen av hybride og balansert mekaniske ventilasjonsanlegg i norske skoler. Det er flere skoler som har blitt rehabilitert eller nybygd med slike løsninger de senere årene. Hovedmålet med oppgaven er å se på energibruken og inneklimaet til skoler med slike løsninger, sammenligne skolene på grunnlag av dette og se etter sammenhenger mellom teknisk løsning og inneklima. For å undersøke inneklima og energibruk på skoler med forskjellige ventilasjonsløsninger ble det gjort befaringer på noen skoler i Larvik og Oslo. Skolene det er snakk om var RA, Tjodalyng og Mellomhagen i Larvik, og Rommen, Nordstrand og Elvebakken i Oslo. Av disse skolene skiller RA og Mellomhagen seg ut med henholdsvis ventilasjon basert på kulvert og ventilasjon via vinduer. De resterende har balansert mekanisk ventilasjon. Alle skolene som er undersøkt har behovsstyring.På befaringene ble det gjort enkle intervjuer med noen ansatte og innhentet informasjon om skolene med fokus på energibruk, ventilasjon og oppvarming. I to klasserom på hver skole ble det også satt opp måleutstyr for å logge og måle valgte inneklimaparametre. Lokale lufthastigheter ble målt i flere punkter i alle klasserom. Grunnet for få CO2-loggere ble det målt lokale CO2-konsentrasjoner i målepunktene for lufthastighet på Mellomhagen og Elvebakken. CO2 ble ellers logget for de resterende klasserommene i to hele døgn, og temperatur ble logget for alle klasserom i samme periode. Dette ble utført i uke 10 og 11, vinteren 2011.Av måleresultatene kom det fram at hybrid ventilasjon med vindusløsning skiller seg ut fra hybrid ventilasjon med kulvert og balansert mekanisk ventilasjon. Vindusløsningen tilfredsstiller ikke kategori 2 av inneluftkvalitet for CO2-konsentrasjon og har fare for trekk om vinteren. Av temperaturlogging i oppholdssonen tilfredsstiller alle skolene temperaturkravet om 22 ± 2 ºC. Lokale lufthastigheter bekrefter at fortrengningsventilasjon krever ekstra god avstand foran ventiler for tilførsel av frisk luft i vegg og at vinduslufting fører til høye hastigheter nærme vindu. Utenom dette har ikke noen av skolene for høye lufthastigheter i oppholdssonen som vil føre til ubehag. Hybrid ventilasjon med kulvert og balansert mekanisk ventilasjon gir ønsket inneklima for kategori 2.Intervjuer av ansatte både bekrefter og motsier måleresultatene på enkelte punkter. Vindusløsningen blir oppfattet som behagelig og frisk uten klager på trekk eller støy, mens ansatte på skolene med balansert mekanisk ventilasjon mente at det var både for varmt og for kaldt til tider, men ingen trekk. De ansatte på skolen med kulvertløsning hadde mest negativt å si om inneklimaet hvor støy mellom rommene, lukter utenfra og generelt ustabil temperatur på hele skolen ga stor misnøye. Det kan derfor tyde på at de målte parametere ikke viser det totale inneklimaet til skolene og at det bør undersøkes flere parametere over lengre tid med påfølgende spørreundersøkelser av ansatte og elever.Når det gjelder energibruk på skolene var det ikke mulig å innhente dette for skolene i Larvik. Det hadde vært veldig interessant å sammenligne hybrid ventilasjon mot balansert mekanisk ventilasjon for å se om hybrid ventilasjon gir lavere energibruk, men dette ble dessverre ikke vist i denne oppgaven. For skolene i Oslo var innhentet spesifikk energibruk mellom 174 – 198 kWh/m2∙år basert på skolenes totale oppvarmingsareal. Simulering av et klasserom i SIMIEN for disse skolene viste at et klasserom ikke kan representeres ved innhentet spesifikk energibruk da et klasserom kan ha høyere eller lavere energibruk enn skolen totalt.

I september 2009 tok KLP Eiendom i bruk kontorbygget i Professor Brochs gate 2 (PB2) i Teknobyen i Trondheim. Denne bygningen har klimaskjerm og tekniske løsninger som tilsier langt lavere energibruk enn dagens forskriftskrav. Romoppvarmingen i PB2 er kun basert på fjernvarme, med gulvvarme i deler av 1. etasje og radiatorer i resten av bygget. Romkjøling gjøres kun via ventilasjonsanlegget med en kombinert kjølemaskin/varmepumpe tilkoblet kjøle-/varmebatteri i ventilasjonsaggregatene. Et annet mekanisk kjøleanlegg med tørrkjølere på tak dekker IT- og serverrom. Anlegg for snøsmelt dekker ca. 400m2 ved PB2 der fjernvarme også er energikilden.Ventilasjonen i bygget dekkes av 8 ventilasjonsaggregater der alle anleggene er behovstyrt etter tilstedeværelse eller CO2. Ventilasjonsvifter og VAV spjeld styres etter såkalte optimizersystemer med optimal styring av tilluftstrykk. Ventilasjonsluftoppvarming gjøres i sekvens der høyeffektiv roterende varmegjenvinner dekker første oppvarmingen, et kombinert varme- og kjølebatteri tilkoblet luft-vann varmepumpe tar videre oppvarming. Er ikke dette tilstrekkelig finnes et andre varmebatteri tilkoblet fjernvarme som tar resterende luftoppvarming. PB2 har et omfattende EOS og SD-anlegg med totalt 72 målere. Likevel finnes ikke måler på fjernvarmeforbruk til snøsmeltanlegget. Tilgjengelig energibruksdata i EOS database har til dels dårlig kvalitet med hele 23% av 2010 uten registrerte data. Dette er fordelt på både lange og kortvarige perioder. I tillegg viser flere av fjernvarmemålerne direkte feil forbruk i perioder med meget lavt forbruk.Spesifikk levert energi til PB2 var i 2010 på 115,5 kWh/m2år som etter energimerkeordningen gir energikarakter B. Dette forbruket er fordelt på 68,9 kWh/m2år elektrisitet og 46,6 kWh/m2år fjernvarme. Forbruket er høyere enn målsetningen på 94 kWh/m2år. I tillegg skal det her nevnes at bygningen ikke har vært fult utleid i 2010 slik at forbruket kan antas å øke ytterligere. På grunn av den dårlige kvaliteten på tilgjengelige energidata fra undermålerene ble det utført en korrigeringsprosess på disse dataene som bedret kvalitet på data med 20 %, likevel antas disse dataene å ha en feil på mellom 8 og 24% også etter korrigeringen. Ut fra disse dataene fantes spesifikk levert energi til romoppvarming til 27,7 kWh/m2år, ventilasjons oppvarming til 12 kWh/m2år, tappevann til 3,3 kWh/m2år, vifter og pumper til 7,4 kWh/m2år, belysning til 16,4 kWh/m2år, teknisk utstyr til 23,6 kWh/m2år samt kjøling til 9,4 kWh/m2år. Det er hovedsakelig romoppvarmingen som er betydelig høyere enn målsetning.Angående drivende faktorer for energibruk i PB2 er følgende konkludert: Tilstedeværelse driver elektrisitetsforbruk til belysning og teknisk utstyr, samt ventilasjonsvifter og tappevann. Utetemperaturen driver fjernvarmeforbruket til radiatorer, ventilasjonsaggregater samt gulvvarme. I tillegg er varmepumpeanlegg 35.01 påvirket av utetemperaturen med lavest forbruk rundt 12C, og økende ved høyere og lavere temperaturer. Brukeratferd og antall person som jobber i bygget har også stor innvirkning på energibruk til vifter, serverrom, utstyr og tappevann.Betraktninger av innetemperaturer på tre utvalgte kontorer i PB2 viser tilfredsstillende innetemperatur på alle tre kontorer i perioden. Variasjonen mellom hver av kontorene er til dels stor men dette antas å være på grunn av muligheten for individuell regulering av temperaturen på hver cellekontor. Likevel skal det nevnes at kontor 1 har en ugunstig temperaturfordeling i perioden med tanke på energibruk, der temperaturer er lavere i perioder med kjølebehov enn i perioder med varmebehov. Det er identifisert en del forhold ved PB2 som ikke er optimale løsninger. Det kan her nevnes lav utnytting av kondensatorvarme fra kjøleanlegg, unødvendig høyt gulvvarmeforbruk, unødvendig bruk av fjernvarme og varme fra varmepumpe i varmebatterier i ventilasjonsaggregater, samt relativt høyt energiforbruk utenfor driftstid til belysning og teknisk utstyr.Skulle PB2 blitt bygd med tanke på målsetning om nullutslipp vil tiltak som lavtemperatur varmeanlegg med akkumulatortanker tilkoblet solfanger og vann-vann varmepumpe kunne vært en aktuell løsning. I tillegg anbefales bruk av passiv kjøling primært og frikjøling med varmepumpebrønnene som varmesluk sekundært. Ventilasjonsluftoppvarming burde dekkes av høyeffektive roterende varmegjenvinnere primært, samt varmebatteri tilkoblet akkumulatortanker i varmeanlegget sekundært. Tilstedeværelse og dagslyskorrigert styring av høyeffektive lyskilder ville minimert forbruket til belysning.Skal nullutslippsbygg kunne bli en realitet i kalde klima som i Norge vil behovet for videreutvikling av eksisterende og nye løsninger være stort. Det kan her spesielt nevnes utvikling og mer kjennskap til høyeffektive varmegjenvinnere, forenklede lavtemperatur vannbårne systemer inkludert akkumulatortank, luftbåren oppvarming og frikjøling via ventilasjon, samt bruk av kulvert i hybride systemer for passiv forvarming/kjøling av ventilasjonsluft. Robuste og stabile styringssystemer er også helt essensielt her for å oppnå optimalt samspill mellom de ulike systemene i bygget. For å redusere behovet til elektrisitet til belysning og teknisk utstyr til et minimum er både meget energieffektivt utstyr, gode styringsprinsipper og en holdningsendring blant brukerne nødvendig.

This thesis presents two designs of tension-leg-platforms (TLP) support structures for the 10 MW reference wind turbine being developed by the Norwegian Research Centre for Offshore Wind Technology (NOWITECH). The designs result from iterative design processes which account for important design considerations such as performance requirements, natural frequencies and main cost drivers, and differ in their capability of providing stability to the wind turbine. TLP Towed is stable during towing and operation, whereas TLP Transported only provides stability when installed and is dependent on alternative transportation methods. The design processes are validated by investigating the influence from the various requirements and the sensitivity to wind turbine properties. The two resulting designs are compared and discussed in terms of cost competitive advantage. Fully coupled time-domain aero-hydro-servo-elastic models are established in FAST by using hydrodynamic computations from WAMIT, and the models are verified by comparisons to previous time-domain results and frequency-domain calculations. The natural frequencies of the FOWTs are obtained by model linearizations, and a discussion regarding overlap with wind turbine operational frequencies and wave excitation frequencies leads to modifications to the preliminary designs. A number of simulations with different wind and wave conditions are run and the TLP designs are compared based on displacements, upwind and downwind tether tensions, the nacelle's velocity and acceleration and extreme events. Resonant behavior, damping and instabilities are also discussed and suggestions for improvements to the designs are presented. The results presented in this thesis serve as guidance in the process of developing optimized TLP designs for an offshore wind turbine.

Combustion is by far the most commonly used technology for energy conversion. The analysis of entropy generation and exergy loss is normally used to optimize thermal energy technologies such as gas turbines. The loss of exergy in the combustor is the largest of all component losses in gas turbine systems. The exergy efficiency of gas turbine combustors is typically 20-30%. In recent years the focus on reduction of climate gas and pollutant emissions from combustion has been a driving factor for research on combustion efficiency. The emphasis on fuel economy and pollution reduction from combustion motivates a study of the exergy efficiency of a combustion process. A bulk exergy analysis of the combustor does not take into account the complexity of the combustion process. The spatial dimensions of the flame must be accounted for in order gain detailed information about the entropy generation. This motivates a study of the local entropy production in a flame and quantifying the mechanisms that reduce the exergetic efficiency. The entropy production in combustion is also believed to have an effect on the stability of the flame. As most combustors operate with turbulent flow the emphasis of this report is on turbulent combustion.The source of exergy destruction or irreversibility in combustion is generally attributed to four different mechanisms: chemical reaction, internal heat transfer, mass diffusion of species, and viscous dissipation. The irreversibilities from the first three sources have been computed for a turbulent hydrogen H2 jet diffusion flame using prescribed probability density functions and data from experiments. The contribution of each source of exergy destruction is locally quantifed in the flame. Two different modeling assumptions are made, one based on a fast chemistry assumption and the other based on curve fitted relations from experimental data. The second law efficiency of the flame was found to be 98.7% when assuming fast chemistry, and 76.0% when curve fits from experimental data where used.The contribution from viscous dissipation has in previous studies been found to be negligible, and in order to simplify the modeling of the turbulent flow its contribution to the total entropy production has not been studied in this report.