19268

۱۹۲۶۸

طراحي بهينه ي زيرسازه ي شابلوني توربين بادي فراساحلي

كارشناسي ارشد

مهندسي سواحل،‌ بنادر و سازه هاي دريايي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۴/۹

دكتر عباس افشار - دكتر علي كاوه

عمران

در اين پژوهش، طراحي بهينه ي سازه ي نگه دارنده ي توربين بادي فراساحلي با استفاده از يك الگوريتم فراكاوشي مورد بررسي قرار گرفته است. سازه ي نگه دارنده ي در نظر گرفته شده در اين پژوهش، سازه اي از نوع سازه هاي شابلوني نگه دارنده ي توربين بادي فراساحلي مي باشد كه به كمك يك برج دوار توربين را در مكان مورد نظر قرار داده اند. در اين پژوهش، موج و باد به عنوان بارهاي محيطي اصلي مد نظر قرار گرفته اند. بار وارد از توربين به سازه به كمك يك روش تقريبي ارائه شده توسط Manwell و مبتني بر فرضيات مهندسي به صورت تقريبي محاسبه مي شود. از الگوريتم فراكاوشي ذرات ضربه زننده در اين پژوهش در طراحي بهينه ي زيرسازه استفاده شده است. علاوه بر قيود حدي نهايي و قيد كمانش موضعي ، قيود فركانسي نيز در اين مساله ي بهينه سازي در نظر گرفته شده است. اين مساله به صورت محدود نمودن فركانس هاي اول و دوم سازه در بازه ي توصيه شده توسط آيين نامه ها كه با نام Soft-Stiff شناخته مي شود، رفتار ديناميكي سازه را كنترل مي كند كه اين مهم در نهايت از بروز پديده ي رزونانس جلوگيري مي كند. با استفاده از اين الگوريتم پيشنهادي، وزن سازه به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد در حالي كه تمامي قيود در نظر گرفته شده ارضا مي شوند. اگرچه كه اين پژوهش بر پايه ي تعدادي از فرضيات مهندسي بنا شده است و نتايج حاصل از آن با اندكي خطا همراه است، اما نتايج حاصل از آن در مراحل اوليه طراحي سازه هاي توربين بادي فراساحلي مفيد مي باشد.

1397/06/10

Structural Optimization of Jacket Supporting Structures for Offshore Wind Turbines

6/30/2018 12:00:00 AM

In this research, the optimal design of jacket supporting structures for offshore wind turbines is pursued using a metaheuristic algorithm. Wave and wind actions are the main environmental effects considered on the structure. Wind load imposed on the wind turbine is approximately calculated based on approximation provided by Manwell. Colliding Bodies Optimization (CBO) algorithm is the utilized algorithm in this study. Ultimate Limit States (ULS) and frequency constraints are considered in the optimal design of the considered design example. In order to control the dynamic behavior of structure, two frequency constraints are employed, striving to limit the first two frequencies of structure within the soft-stiff range, which prevent the occurrence of resonance. The weight of structure noticeably decreased using the proposed algorithm, while all the considered constraints are satisfied. Utilizing the outcomes of this research will be fruitful in the initial steps of designing jacket supporting structures for offshore wind turbines.