بهبود مدل های پی شمعی برای استفاده در کاربردهای توربین بادی دریایی با کف ثابت
چکیده
انجام یک آنالیز دینامیکی یک توربین بادی دریایی با یک حل کننده آئروکشسان (هوا کشسان)، بر استفاده از یک مدل برای نمایش رفتار پی های شمعی متکی است. رایج ترین روش مورد استفاده، روش p-y است که برای کاربرد های نفت و گاز دریایی توسعه یافته و برای صنعت انرژی باد دریایی گسترش یافته است. با این وجود، این روش نقص هایی دارد که می توانند دقت شبیه سازی توربین های بادی را تحت تاثیر قرار دهند. این نواقص، در این کار شناسایی و توضیح داده شده است. مدل های پی های شمعی پیشرفته تر که برای بسیاری از رفتارهای غیرخطی نادیده گرفته شده در روش سنتی p-y حساب شده اند، در گذشته برای کاربرد های غیر مرتبط با توربین های بادی دریایی توسعه یافته اند. با این وجود، این مدل ها را می توان برای شبیه سازی توربین های بادی دریایی اعمال کرده و در این باره بحث کرد. یک روش پیشنهادی برای ترکیب این مدل های به اصطلاح "P-Y دینامیک" با شبیه سازی توربین های بادی، در این مقاله ارائه شده و مورد بحث قرار گرفته است.
1. مقدمه
زمانی که توربین های بادی دریایی به آب های عمیق تر و کمتر محافظت شده، مثلا سکوی زیر دریایی داگر در دریای شمال منتقل می شوند، نیاز به سازه های حمایتی مقرون به صرفه بیشتر می شود. یکی از مهم ترین موارد کمک کننده به CAPEX سازه های حمایتی پایه ثابت - توپولوژی سازه حمایتی غالب مورد انتظار برای نزدیکی به آینده میان مدت - ساخت و تاسیس پی های شمعی است که سازه ها را به کف دریا متصل می کنند [1، 2]. در این دو دهه اول صنعت انرژی باد دریایی، بسیاری از تکنولوژی های سازه حمایتی، از کاربرد های نفت و گاز دریایی، از جمله روش طراحی و آنالیز اولیه برای پی های شمعی، اقتباس شده اند [3]. این روش طراحی قدیمی در این دهه ها که به عنوان "روش p-y" شناخته شده اند، با استفاده از برنامه های کاربردی نفت و گاز دریایی در ذهن توسعه یافته و برای ابعاد و رفتارهای بسیار دینامیک که سیستم های توربین بادی دریایی را مشخص می کنند، مناسب نیست. به منظور پیش بینی دقیق تر عملکرد و پاسخ یک توربین بادی دریایی با پایه ثابت، به روش های طراحی و آنالیز جامع تر و کامل تری برای پی های شمعی نیاز است؛ روش هایی که به طور خاص برای صنعت انرژی باد دریایی توسعه یافته اند.
Abstract
Performing a dynamic analysis of an offshore wind turbine with an aero-elastic solver relies on the inclusion of a model to represent the behavior of the piled foundations. The most commonly used solution is the p-y method, which was developed for offshore oil and gas applications and has been extended to the offshore wind energy industry. There are several shortcomings with this method, however, which can affect the accuracy of wind turbine simulations. These shortcomings are identified and explained in this work. More advanced pile foundations models which account for many nonlinear behaviors ignored by the traditional p-y method have been developed in the past for applications unrelated to offshore wind turbines. These models can nevertheless be applied to offshore wind turbine simulations and are discussed herein. A proposed method for incorporating these so called ‘dynamic p-y’ models into wind turbine simulations is laid out and discussed.
1. Introduction
As offshore wind turbines move into deeper and less protected waters, with the upcoming Dogger Bank site in the North Sea as an example, the need for more cost-effective support structures grows ever greater. One of the most significant contributors to the CAPEX of bottom-fixed support structures - the expected dominant support structure topology for the near to medium-term future - is the fabrication and installation of the piled foundations which affix the structures to the seafloor [1,2]. In these first two decades of the offshore wind energy industry, much of the support structure technology has been borrowed from offshore oil and gas applications, including the primary design and analysis method for piled foundations [3]. This decades old design practice, known as the ‘p-y method’, was developed with offshore oil and gas applications in mind and is not well suited to the dimensions and highly dynamic behaviors which characterize offshore wind turbine systems [4]. In order to more accurately predict the performance and response of a bottom-fixed offshore wind turbine, more comprehensive design and analysis methods for piled foundations are needed; methods which are specifically developed for the offshore wind energy industry.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1. مقدمه
2. سازه های حمایتی توربین بادی دریایی
3. روش منحنی P-y
3.1. مدل های رفتار دینامیک جانبی
3.2. مدل های رفتار دینامیک محوری
4. رفتار دینامیک شمع ها
5. منحنی های دینامیک p-y
5.1. مدل های رفتار دینامیک افقی
5.2. مدل های رفتار دینامیک محوری
6. کاربرد مدل برای آنالیز توربین بادی
7. نتیجه گیری و تحقیقات آینده
Abstract
1. Introduction
2. Offshore wind turbine support structures
3. P-y curve method
3.1. Models for lateral dynamic behavior
3.2. Models for axial dynamic behavior
4. Dynamic behavior of piles
5. Dynamic p-y curves
5.1. Models for lateral dynamic behavior
5.2. Models for axial dynamic behavior
6. Model application to wind turbine analysis
7. Conclusions and further work
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه