23532

ررسي عددي اندركنش خاك و سازه در توربين بادي فراساحلي تحت بار ديناميكي با استفاده از مدلهاي رفتاري مختلف با تأكيد بر مدل رفتاري SANISAN

كارشناسي ارشد

عمران-ژئوتكنيك

1397

1399/8/19

محمد حسن بازيار- عليرضا سعيدي عزيزكندي

عمران

در تحقيق حاضر يك آزمايش سانتريفيوژ با استفاده از مدل‌هاي رفتاري ماسه‌اي موجود در نرم‌افزار OpenSees شامل SANISAND، PDMY، PDMY02، PDMY03، CycLiqCP و CycLiqCPSP كه توانايي مدل‌سازي روانگرايي را دارند، به‌صورت عددي مدل‌سازي و تحليل گرديده است. اين آزمايش سانتريفيوژ مربوط به توربين بادي فراساحلي با پي وزني، تحت بار لرزه‌اي همراه با وقوع روانگرايي در ماسه تويورا است. پاسخ مدل عددي به تحريك لرزه اي شامل نسبت اضافه فشار آب حفره‌اي، تاريخچه شتاب، تغيير مكان جانبي، نشست پي و نشست سطح آزاد خاك براي هر مدل رفتاري گزارش شد و با مقايسه پاسخ ها با يكديگر نقاط قوت و ضعف هر مدل رفتاري در تخمين اين پاسخ ها مورد بحث و بررسي قرار گرفت. در اين مقايسه تمامي شرايط از جمله ابعاد و نوع مش بندي، تعداد المان، نوع المان، بارگذاري، ميرايي، ضريب نفوذپذيري و غيره يكسان در نظر گرفته شده است. پس از مشاهده نتايج مشخص شد كه مدل‌هاي رفتاري و ابزار عددي در تخمين نشست ها و تغيير مكان جانبي خطاي زيادي دارند. گام اول جهت بررسي علت پيش‌بيني غلط مدل‌هاي رفتاري در شرايط روانگرايي بررسي پارامترهاي آنهاست كه ديدگاه مناسبي از اثرگذاري پارامترها بر پاسخ‌هاي مدل عددي بدست مي‌دهد. از ميان مدل‌هاي رفتاري استفاده شده در اين تحقيق مدل‌هاي SANISAND (MD04) و Pressure Dependment Multi Yeildsurface (PDMY02) به‌تازگي موردتوجه محققين زيادي قرار گرفته‌ و نتايج نسبتا مناسبي نشان داده اند؛ از همين رو در اين پژوهش به بررسي دقيق پارامترهاي اين دو مدل رفتاري پرداخته شده است. نتايج اين مطالعه پارامتريك ميزان و نوع اثر هر پارامتر را بر روي پاسخ مدل عددي مشخص نمود. اين نتايج به صحت سنجي مدل‌هاي عددي نيز كمك مي‌كند، به عنوان مثال با دانستن پارامترهاي مهم و اثر گذار بر روي فشار آب حفره‌اي، تصحيح و انطباق آن با مقدار آزمايشگاهي سهولت مي‌يابد. در نهايت مشخص گرديد كه با تغيير پارامترها مقادير نشست تغيير چنداني نميكند و علت اين امر دست پايين بودن كرنش برشي پيش‌بيني شده است كه هيچ پارامتري در افزايش آن نقش موثري ندارد.

1399/12/22

Numerical study of soil-structure interaction in offshore wind turbines under dynamic load using different Constitutive models with emphasis on SANISAND

11/9/2020 12:00:00 AM

In this study, a centrifuge test was numerically modeled and analyzed using sand constitutive models developed in OpenSees software including SANISAND, PDMY, PDMY02, PDMY03, CycLiqCP and CycLiqCPSP, which have the capability to model liquefaction. This centrifuge test is based on a offshore wind turbine with gravity foundation under a seismic load with liquefaction in the Touyra sand. The response of the numerical model to seismic stimulation including the ratio of excess pore water pressure, acceleration history, lateral displacement, foundation settlement and free soil settlement was reported for each constitutive model. Estimation of these responses was discussed. In this comparison, all conditions including dimensions and type of mesh, number of elements, type of element, loading, damping, permeability coefficient, etc. are considered the same. After observing the results, it was found that constitutive models have many errors in estimating settlements and lateral displacement. The first step to investigate the cause of incorrect prediction of constitutive models in liquefaction conditions is to examine their parameters, which gives a good view of the effect of the parameters on the responses of the numerical model. Among the behavioral models used in this study, SANISAND (MD04) and Pressure Dependent Multi Yeildsurface (PDMY02) models have recently been considered by many researchers and have shown relatively good results; Therefore, in this study, the parameters of these two constitutive models have been studied in detail. The results of this parametric study determined the amount and type of effect of each parameter on the response of the numerical model. These results also help to verify numerical models, for example, by knowing the important parameters and the effect on the pore water pressure, it is easier to correct and adapt it to the laboratory value. Finally, it was found that by changing the parameters, the values of the session do not change much and the reason for this is the low shear strain is predicted that no parameter has an effective role in increasing it

مدلهاي رفتاري , توربين بادي فراساحلي , روانگرايي , بارگذاري لرزهاي

Constitutive models , Offshore wind turbine , Liquefaction , Seismic loading