-
شماره ركورد
28655
-
پديد آورنده
كورش خداوردي
-
عنوان
ارزيابي سازه جاكت نگهدارنده توربين بادي با در نظر گرفتن اندركنش خاك-شمع-سازه تحت تاثير امواج در حال شكست
-
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
-
رشته تحصيلي
مهندسي عمران- سازههاي دريايي
-
سال تحصيل
1393
-
تاريخ دفاع
1395/12/20
-
استاد راهنما
ناصر شابختي
-
دانشكده
عمران
-
چكيده
رفتار ديناميكي جاكت نگهدارنده توربين بادي در مناطق فراساحل به علت رفتار اندركنشي موج – سازه و باد از پيچيده گي خاصي برخورداراست. بعلاوه اين نوع از سازه هاي دريايي به طور متناوب تحت تاثير امواج شكنا قرار مي گيرند. عموما نيروي امواج شكنا شامل سه نيروي پسا، اينرسي و ضربه است كه دو نيروي اول شبه استاتيكي هستند و توسط معادله موريسون محاسبه مي شوند. نيروي ديناميكي ضربه در مدت زماني بسيار كم و با دامنه بسيار بزرگ بر سازه اعمال شده و سبب تحريك شديد ديناميكي مي شود. هدف اين تحقيق بررسي مدل هاي مختلف ساده سازي شده اندركنش خاك-شمع-سازه در سازه هاي جاكت تحت تاثير امواج شكنا است. بدين منظور يك مدل اجزا محدود از جاكت OC4 به عنوان مدل مرجع با استفاده از روش تير بر روي شالوده غير خطي وينكلر و سه روش ساده سازي شده اندركنش خاك- شمع - سازه شامل روش طول موثر پايداري با 2 , 4 , 6 و 8 برابر قطرشمع، ماتريس سختي و فنر هاي مستقل مدل سازي شده است. از آنجايي كه كليه روابط موجود براي اعمال نيروي ضربه موج شكنا بر روي يك سيلندر تنها ارايه شده اند و براي جاكت ها رابطه اي جهت اعمال نيروي موج شكنا وجود ندارد بنابراين براي اعمال نيروي هيدروديناميكي بر سازه از نتايج آزمايشگاهي و تحليلي موجود استفاده شده است و اين نيرو به صورت بار گره اي بر سازه اعمال شده است. با انجام تحليل ديناميكي گذرا، پاسخ هاي ديناميكي سازه همانند جابه جايي در پايه برج، نيروي برش پايه و نيروي موجود در اعضاي سازه در مدل هاي مختلف به دست آمده است و با مدل مرجع مقايسه شده است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد روش طول موثر پايداري با عمق گيرداري هشت برابر قطر شمع بهتر از روش ها ديگر فركانس طبيعي سازه را ارايه مي كند و تنها داراي دو درصد اختلاف نسبت به مدل مرجع مي باشد. بعلاوه نتايج نشان مي دهد مقدار جابه جايي عرشه سازه تحت موج شكنا در كليه مدل هاي ساده سازي شده كمتر از مدل مرجع بوده ولي روش طول پايداري با عمق گيرداري هشت برابر قطر شمع كمترين اختلاف را با مدل مرجع نشان مي دهد. در ادامه مقايسه نتايج نيروي برشي و محوري اعضا ء سازه نشان مي دهد روش ماتريس سختي به نسبت ساير روش هاي ساده سازي شده تخمين بهتري از نيروي برشي و محوري اعضاي سازه تحت نيروي موج شكنا را ارايه مي نمايد
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/06/12
-
عنوان به انگليسي
evaluation of Wind Turbine Offshore Structure considering pile-soil- structure interaction under breaking wave load
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
كورش خداوردي
-
چكيده به لاتين
Dynamic behavior of wind turbine offshore platform contains some complexity due to inter-action of wave-structure and wind. Additionally, this type of structure is regularly impacted by breaking waves. Generally, breaking wave include three forces which are combination of inertia, drag and slamming forces. Drag and inertia forces show quasi static and can be esti-mated by the Morison equation. But, slamming force acts in a very short duration with high dynamic amplification and can magnify severely structural responses. The aim of this re-search is to investigate different models of pile-soil-structure interaction of jacket type wind turbine offshore structures under impact of wave breaking force.
For this purpose, a finite element model of OC4 wind turbine offshore jacket with beam on nonlinear Winkler foundation is developed as a referenced model. Three other models are also developed in this research as simplified pile-soil-structure interaction. The first model is based on four effective fixity length with 2, 4, 6 and 8 times of pile diameter. The second one is based on stiffness matrix and finally the third one is constructed by uncoupled spring model. Most of methods for calculating the wave breaking slamming force are given for a single cir-cular cylinder that is appropriate for monopiles and there is no particular approach for jacket type wind turbine offshore structures. Due to the lack of information about slamming force, the result of experimental laboratory load test is taken to apply on structure as external nodal slamming forces. Structural responses such as displacement at the base of the tower, shear and internal axial forces are estimated by a transient dynamic analysis of structure and results are compared with the results estimated based on referenced model. Obtained results show that the effective fixity length model with fixity depth of 8 times the pile diameter gives natural frequency of the structure better than other simplified models but it presents two percent more than referenced model. In addition, displacement of deck for all simplified models un-der wave breaking force are less than the referenced model but effective fixity length model with fixity depth of 8 times the pile diameter shows the best association result with refer-enced model. Stiffness matrix model gives internal axial and shear forces in structural mem-bers better than other simplified models.
-
كليدواژه هاي فارسي
نيروي ضربه موج شكنا , اندركنش خاك-شمع-سازه , سازه نگهدارنده توربين بادي
-
كليدواژه هاي لاتين
breaking wave forces , pile-soil-structure interaction , support structures of wind turbines
-
Author
Koorosh Khodaverdi
-
SuperVisor
Dr. N. Shabakhty
-
لينک به اين مدرک :