دانلود مقاله روش ساده شده برای طراحی لرزه ای مبتنی بر عملکرد ارابه های مکش توربین های ساحلی
چکیده
1. مقدمه
2. مدل سازی دقیق FE سه بعدی
3. مدل «Caisson-on-Winkler-Soil (CWS)»
5. سکونتگاه های Caisson هم لرزه ای
6. رویکرد ساده شده برای ارزیابی اولیه سکونتگاه های لرزه ای دائمی در SBJ OWTs
7. یک رویکرد ترکیبی برای ارزیابی لرزه ای SBJ OWTs
8. نتیجه گیری
پیوست A.
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Detailed 3D FE modelling
3. "Caisson-on-Winkler-Soil" (CWS) model
5. Co-seismic caisson settlements
6. Simplified approach for the preliminary assessment of permanent seismic settlements in SBJ OWTs
7. A hybrid approach for the seismic assessment of SBJ OWTs
8. Conclusions
Author statement
Declaration of competing interest
Acknowledgement
Appendix A.
References
چکیده
این مقاله عملکرد توربین‌های بادی فراساحلی (OWT) را که بر روی جلیقه‌های سطل مکش (SBJs) در خاک رس تحت بارگذاری باد و لرزه‌ای ترکیب شده‌اند، مورد مطالعه قرار می‌دهد. یک مدل FE 3 بعدی دقیق از سیستم خاک-پی-سازه (SFS) توسعه یافته و به عنوان معیاری برای ارزیابی کارایی یک مدل بهبود یافته مبتنی بر وینکلر "Caisson-on-Winkler-Soil" (CWS)، که در آن خاک با عناصر هیسترتیک غیرخطی جایگزین می شود. مدل CWS پیشنهادی تغییر شکل‌ها و پسماندهای باقیمانده را ثبت می‌کند و جفت فیزیکی بین بارگذاری عمودی و لحظه‌ای را ارائه می‌دهد. این امکان پیش بینی عالی پوشش شکست را در مرتبط ترین ربع اول فضا فراهم می کند، جایی که بارها در یک جهت عمل می کنند. با وجود کاربرد موفقیت‌آمیز آن برای شبیه‌سازی بارگذاری اینرسی، مدل CWS در بازتولید مکانیسم برش دوگانه که در شفت کیسون در حین تکان‌ها ایجاد می‌شود، ناکام می‌ماند که از ترکیب برش سینماتیکی خاک به دلیل انتشار امواج برشی عمودی و برش ناشی از آن ناشی می‌شود. پاسخ اینرسی روبنا، بنابراین نشست‌های کیسونی هم لرزه‌ای را کمتر پیش‌بینی می‌کند. برای پیش‌بینی مورد دوم، این تحقیق از حرکات ورودی سازگار با طیف و مدل‌های FE سه بعدی با ویژگی‌های هندسی و مواد مختلف برای استخراج معادلات رگرسیون خطی استفاده می‌کند که نشست بی‌بعد هم لرزه‌ای کیسون‌ها را با متغیرهای ابعادی مشخصه مسئله مورد بررسی مرتبط می‌کند و آریاس شدت حرکت سطح زمین. به عنوان آخرین مرحله، این مقاله یک روش ترکیبی برای ارزیابی مبتنی بر عملکرد SBJ OWTs پیشنهاد می‌کند. روش پیشنهادی از مدل ساده‌شده CWS برای محاسبه بارهای VHM و تخمین تقریبی جابجایی‌ها و چرخش‌های افقی در پایه‌های ژاکت، و به دنبال آن ارزیابی اولیه نشست‌های کیسون با استفاده از همبستگی‌های با بر اساس حرکات ورودی سازگار با طیف استفاده می‌کند.
توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.
Abstract
The paper studies the performance of Offshore Wind Turbines (OWTs) founded on Suction Bucket Jackets (SBJs) in clay under combined wind and seismic loading. A detailed 3D FE model of the soil–foundation–structure (SFS) system is developed and used as a benchmark to assess the efficiency of an enhanced Winkler-based "Caisson-on-Winkler-Soil" (CWS) model, where the soil is replaced by nonlinear hysteretic elements. The proposed CWS model captures residual deformations and hysteresis and offers physical coupling between vertical and moment loading. It allows excellent prediction of the failure envelope in the most relevant first quadrant of space, where the loads act in the same direction. Despite its successful application for the simulation of inertial loading, the CWS model fails to reproduce the dual shearing mechanism that develops at the caisson shaft during shaking, stemming from the combination of kinematic soil shearing due to the vertically propagating shear waves, and shearing due to the superstructure inertial response, thus underpredicting the co-seismic caisson settlements. For the prediction of the latter, the research utilizes spectrum compatible input motions and 3D FE models of varying geometric and material properties to derive linear regression equations that correlate the co-seismic dimensionless settlement of caissons ) with characteristic dimensional variables of the problem under investigation and the Arias Intensity of the surface ground motion. As a final step, the paper proposes a hybrid method for performance-based assessment of SBJ OWTs. The proposed method employs the simplified CWS model to calculate the VHM loads and approximately estimate horizontal displacements and rotations at the jacket legs, followed by a preliminary assessment of caisson settlements using the correlations of with on the basis of spectrum-compatible input motions.
Introduction
Following the ambitious energy targets set by countries worldwide, the offshore wind sector has seen impressive growth over the last decade, transforming from niche technology to a global industry. As of 2019, Europe alone has 22 GW of installed offshore wind capacity – enough to cover 2.3% of its electricity consumption [1], while similar or even more potent growth is observed in many countries around the world, such as China, the USA, and India. Part of this energy transition is led by technology-driven innovation, with offshore wind turbines reaching new heights and larger capacities, while wind farms are moving deeper into the sea to harness the increased energy potential. Giventhis new "deep-water" environment, traditional OWT support structures are gradually being replaced by more cost-effective and agile foundation systems in a quest for reduction of investment costs.
Conclusions
The paper has developed a simplified performance-based assessment technique for SBJ OWTs founded in clay under the combined action of wind () and earthquake () loading. Using an example of an 8 MW jacket-supported OWT, installed at 60 m depth in the Adriatic Sea, system performance was assessed employing a detailed 3D FE model of the soil–foundation–structure (SFS) system (global 3D FE model). After deriving insights on system performance, the global 3D FE model was used as a benchmark to assess the efficiency of an enhanced Winkler-based "Caisson-on-Winkler-Soil" (CWS) model. Soil–suction caisson interaction is represented by nonlinear hysteretic elements, capturing residual deformations and hysteresis. The proposed CWS model offers physical coupling between vertical and moment loading by introducing distributed vertical hysteretic elements along the caisson shaft, simultaneously contributing to vertical and moment shaft resistance.