تاثیر خاک و سختی سازه ای بر طراحی زیر سازه های جکت (نوعی سکو)
جزئیات طراحی زیر سازه های نوع جکت برای توربین های بادی فرا ساحل شامل یک فرایند محاسبه بار تکرار شونده است که در آن ویژگی های ساختاری و بارها بین فروشنده توربین و طراح زیر ساختار مبادله می شود. خاک و به ویژه سختی سازه نقش مهمی را ایفا می کنند زیرا آنها به طور مستقیم بر میزان بزرگی بارها در حالت حدی نهایی و خستگی تأثیر می گذارند. روش های خوب مقرر شده برای شمع های منفرد به طور مستقیم برای ژکت ها قابل استفاده نیستند. رمبول مطالعات حساسیت گسترده ای در مورد چگونگی تغییر بارهای عمومی و محلی هنگام تغییر سختی در طول فرآیند طراحی انجام داده است که یافته های اصلی در این مقاله ارائه شده است. اینها پایه ای برای برخی توصیه ها در مورد چگونگی طراحی و فرآیند تکرار بار برای جکت ها را شکل می دهد که می توانند برای طراحی یک ساختار بهینه با تعداد محدودی از تکرار بار اجرا شوند. اصطلاح " تکرار بار کوتاه"، که فقط دارای تعداد محدودی از سری زمانی شبیه سازی شده است، نقش مهمی در این فرآیند بازی می کند.
1. مقدمه
انرژی باد فرا ساحل یکی از رکن های اصلی انرژی تجدید پذیر برای کاهش انتشار کربن است. چندین مزارع بادی فرا ساحل در سراسر اروپا نصب شده اند و تعداد قابل توجهی برای دهه های آینده برنامه ریزی شده اند. بسیاری از توربین های بادی که در حال حاضر نصب شده اند توسط زیر سازه های شمع منفرد پشتیبانی می شوند، اما پروژه های آینده بیشتر در آب های عمیق تر قرار می گیرند، جایی که زیر سازه های نوع جکت یک راه حل جایگزین بسیار مناسب هستند؛ به عنوان مثال، مزارع بادی فرا ساحل ویکینگر ، برکام ریفگراند 2 (هر دو در آبهای آلمان) و آنجلیا شرقی 1 (بریتانیا) انواع مختلف جکت را به عنوان نوع زیرسازه ترجیح داده اند. ویکینگر دارای یک جکت 4 پایه بر روی شمع های پیش نصب شده است، طرح های آنجلیا شرقی با یک جکت 3 پایه بر روی شمع های نصب شده هستند، در حالی که برکام ریفرگاند بر روی جکت های 3 پایه با فونداسیون مکشی نصب خواهد شد (که به اصطلاح فونداسیون مکش جکت میگویند، به شکل 1 نگاه کنید). بازار انرژی رقابتی نیاز دارد که هزینه انرژی باد فراساحل کاهش یابد. کاهش هزینه را می توان با بهینه سازی زیر سازه ها به منظور صرفه جویی در فولاد و تلاش در ساخت به دست آورد. یک عنصر کلیدی این فرآیند، درک کامل بارها در حوزه زمانی است که بر ظرفیت نهایی و همچنین عمر خستگی سازه تاثیر می گذارند. برای شمع های منفرد، صنعت در طول سالهای گذشته این تجربه ارزشمند را به دست آورده است که چگونه سختی سازه ای بر بارها تاثیر میگذارد، به عنوان مثال، زیر سازه های نرم تر باعث بار بیشتر می شوند. این اثرات در یک مدل یکپارچه از زیر سازه، برج (تاور) و توربین مورد تحلیل قرار گرفته اند که نشان دهنده عدم خطی بودن خاک، پویایی سوپرسازه و اثرات میرایی است. روش هایی که به طور دقیق منعکس کننده شرایط سایت و ویژگی های توربین باشد، و با توجه به این که کاهش بارهای زیر سازه میتواند منجر به طراحی بهینه تر شمع شود ، ایجاد شده است. به عنوان مثال [1]، [9] و [10] را ببینید
The detailed design of jacket type substructures for offshore wind turbines involves an iterative load calculation process in which structural properties and loads are exchanged between the turbine vendor and the substructure designer. Structural and soil stiffness in particular play an important role as they directly influence the magnitude of loads in the ultimate and fatigue limit state. The well established procedures for monopiles cannot be directly adopted for jackets. Ramboll has conducted extensive sensitivity studies on how global and local loads change when stiffness is adjusted during the design process. The main findings are presented in this paper. These form the basis for some recommendations on how the design and load iteration process for jackets can be planned in order to achieve an optimal substructure design with a limited number of full load iterations. So-called “Mini-Load-Iterations”, in which only a reduced number of time series is simulated, play an important role in this process.
1 Introduction
Offshore wind energy is one of the main pillars of renewable energy to reduce carbon emissions. Several offshore wind farms have already been installed across Europe and significantly more are being planned for the next decades. Most of the already installed wind turbines are supported by monopile substructures, but future projects will be situated more often in deeper waters, where jacket type substructures are a very reasonable alternative solution; e. g. the offshore wind farms Wikinger, Borkum Riffgrund 2 (both in German waters) and East Anglia One (UK) have different jacket types as the preferred substructure type. Wikinger has a 4-legged jacket on pre-installed piles, East Anglia One plans are with a 3-legged jacket on pre-installed piles, while Borkum Riffgrund 2 will be installed on 3-legged jackets supported by suction buckets (so-called suction bucket jacket, see Fig. 1). The competitive energy market demands that the cost for offshore wind energy is reduced. Cost reduction can be achieved by optimization of substructures in order to save on steel and fabrication effort. One key element of this process is to get a thorough understanding of the loads in the time domain which influence the ultimate capacity as well as the fatigue life of the structure. For monopiles, the industry has gained valuable experience throughout the last years in regard to how structural stiffness influences the loads, e.g. softer substructures result in higher loads. Those effects are analysed in an integrated model of the substructure, tower and turbine, which reflects the non-linearities of the soil, dynamics of the superstructure and damping effects. Procedures have been developed to accurately reflect the site conditions and turbine characteristics and by that substructure loads could be reduced leading to a more optimized pile design, see for example [1], [9] and [10].
1. مقدمه
2. روشهای عمومی در طراحی زیر ساخت های جکت
مدل زیر ساختار
مدل کاهش یافته
شبیه سازی های آیروالاستیک
بهبود- اجرا
3. تاثیر جزئیات سازه بر تعیین بار
4. تاثیر سختی خاک بر تعیین بارگذاری
5. توصیه ها برای یک روش تکرار بار بهینه شده
6. نتیجه گیری
1 Introduction
2 General procedures in the design of jacket substructures
3 Influence of structural details on the load determination
4 Influence of soil stiffness on the load determination
5 Recommendations for an optimized load iteration procedure
6 Conclusions
- 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