پیام خود را بنویسید

XML English Abstract Print


1- دانشگاه صنعتی شریف
چکیده:   (18 مشاهده)
جکت‌های پایه توربین بادی فراساحلی بر مبنای آیین‌نامه‌های سکوهای نفتی طراحی می‌شوند، در نتیجه تا حدی محافظه‌کارانه هستند. بنابراین، بهینه‌سازی این سازه‌ها برای کاهش هزینه‌ها و مصالح منطقی می‌باشد. علاوه بر این، مهم‌تر از صرفه‌جویی در مصالح، یافتن هندسه مناسب و چیدمان بهینه اعضا به منظور عملکرد بهتر تحت بارهای وارده است. در این مقاله، به ارزیابی پارامتریک هندسه یک جکت پایه توربین بادی فراساحلی با در نظر گرفتن نیروهای موج و جریان پرداخته شده است. تابع هدف، بهبود هم‌زمان سختی و درجه افزونگی سازه با حفظ وزن ثابت است و متغیرهای طراحی شامل شیب پایه‌های جکت و چیدمان مهاربندها می‌باشند .معیارهای طراحی نیز بر اساس آیین‌نامه‌ها تعریف شده‌اند. در نهایت، با استفاده از نرم‌افزار آباکوس و تحلیل استاتیکی غیرخطی، و با بررسی پارامترهای مختلفی از جمله مقاومت، شکل‌پذیری، انرژی نرمالیزه، ضرایب درجه افزونگی و درجه افزونگی نرمالیزه، به مقایسه ۲۴ مدل طراحی‌شده با معیار وزن یکسان پرداخته شده است. نتایج تحلیل‌ها نشان می‌دهند که افزایش شیب جکت باعث افزایش مقاومت، شکل‌پذیری، انرژی نرمالیزه و درجه افزونگی می‌شود. همچنین، از میان چیدمان‌های مختلف مهاربندی، بهترین چیدمان‌ها بر اساس معیارهای ذکرشده شناسایی شده‌اند.
متن کامل [PDF 1220 kb]   (5 دریافت)    
چکیده گرافیکی:

نکات برجسته:
1- ارزیابی پارامتریک 24 مدل جکت با حفظ وزن ثابت برای بهبود عملکرد سازه؛
2- استفاده از تحلیل غیرخطی پوش‌اور برای بررسی رفتار پس از تسلیم جکت؛
3- افزایش شیب جکت موجب بهبود هم‌زمان سختی، شکل‌پذیری و درجه افزونگی می‌شود؛
4- معرفی مدل 21 (شیب 8.1) و مهاربند X به‌عنوان طرح برتر با بالاترین افزونگی؛
5- صحت‌سنجی مدل عددی با اختلاف 7 درصدی فرکانش طبیعی نسبت به مرجع OC4.
 
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي | موضوع مقاله: سازه های فراساحلی
دریافت: 1405/5/11 | پذیرش: 1405/8/16

فهرست منابع
1. Ch. Zhang, K. Long, J. Zhang, F. Lu, X. Bai, J. Jia, "A Topology Optimization Methodology for the Offshore Wind Turbine Jacket Structure in the Concept Phase," Ocean Engineering,2022. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2022.112974]
2. T. Nasseri, N. Shabakhty, M. H. Afsha, " Study of Fixed Jacket Offshore Platform in the Optimization Design Process under Environmental Loads", International Journal of Maritime Technology, pp. 75-84, 2014.
3. S. Schafhirt, D. Zwick, M. Muskulus, " Reanalysis of Jacket Support Structure for Computer-Aided Optimization of Offshore Wind Turbines with a Genetic Algorithm", Journal of Ocean and Wind Energy, Vol. 1, No. 4, pp. 209-216, 2014.
4. J. Oest, R. Sørensen, L. Overgaard, E. Lund, "Structural Optimization with Fatigue and Ultimate Limit Constraints of Jacket Structures for Large Offshore Wind Turbines", Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 55, Issue 3, pp. 779-793, 2017. [DOI:10.1007/s00158-016-1527-x]
5. J. Häfele, C.G. Gebhardt, R. Rolfes, " A Comparison Study on Jacket Substructures for Offshore Wind Turbines Based on Optimization", Wind Energy Science, pp. 23-40, 2019. [DOI:10.5194/wes-4-23-2019]
6. X. Tian, Q. Wang, G. Liu, Y. Liu, Y. Xie, W. Deng, "Topology Optimization Design for Offshore Platform Jacket Structure", Applied Ocean Research, pp. 38-50, 2019. [DOI:10.1016/j.apor.2019.01.003]
7. M.R. Tabeshpour, M. Fatemi, " Optimum Arrangement of Braces in Jacket Platform Based on Strength and Ductility", Marine Structures, Vol. 71, 2020 [DOI:10.1016/j.marstruc.2020.102734]
8. A. Asgari Motlagh, N. Shabakhty, A. Kaveh, " Design Optimization of Jacket Offshore Platform Considering Fatigue Damage Using Genetic Algorithm", Ocean Engineering, Vol. 227, 2021. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2021.108869]
9. R. Prastianto, F. Syalsabila, D.M. Rosyid, Y. Mulyadi, K. Sambodho, "Surrogate Model-Based Optimization of Offshore Jacket Structure to Develop Minimum Structure", ICSEDTI 2022, October 11-13, Tanjungpinang, Indonesia, pp. 17-27, 2022.
10. X. Tian, X. Sun, G. Liu, W. Deng, H. Wang, Z. Li, "Optimization design of the jacket support structure for offshore wind turbine using topology optimization method", Ocean Engineering, 2022 [DOI:10.1016/j.oceaneng.2021.110084]
11. Z. Wang, S. K. Mantey, X. Zhang, "A Numerical Tool for Efficient Analysis and Optimization of Offshore Wind Turbine Jacket Substructure Considering Realistic Boundary and Loading Conditions," arXiv preprint, arXiv:2310.19388, 2023. [DOI:10.1016/j.marstruc.2024.103605]
12. A. Marjan, L. Huang, "Topology Optimisation of Offshore Wind Turbine Jacket Foundation for Fatigue Life and Mass Reduction," Ocean Engineering, Vol. 289, Article 116228, 2023. [DOI:10.1016/j.oceaneng.2023.116228]
13. X. Tian, G. Liu, W. Deng, Y. Xie, H. Wang, "Fatigue Constrained Topology Optimization for the Jacket Support Structure of Offshore Wind Turbine under Dynamic Load," Applied Ocean Research, Vol. 142, Article 103812, 2024. [DOI:10.1016/j.apor.2023.103812]
14. J. Zhang, J. Du, K. Long, X. Yao, F. Lu, R. Geng, "Topology Optimization Method on Jacket Structure of Offshore Wind Turbine by Varying Leg Distances," Acta Energiae Solaris Sinica, Vol. 45, No. 11, pp. 427-432, 2024.
15. N. Partovi-Mehr, E. Branlard, M. Song, B. Moaveni, E. Hines, A. Robertson, "Sensitivity Analysis of Modal Parameters of a Jacket Offshore Wind Turbine to Operational Conditions", Journal of Marine Science and Engineering,2023. [DOI:10.3390/jmse11081524]
16. R. Damiani, "JacketSE: An Offshore Wind Turbine Jacket Sizing Tool - Theory Manual and Sample Usage with Preliminary Validation", National Renewable Energy Laboratory, 2016.
17. W. Popko, F. Vorpahl, A. Zuga, M. Kohlmeier, J. Jonkman, A. Robertson, T. J. Larsen, A. Yde, K Sætertrø, K. M. Okstad, J. Nichols, T. A. Nygaard, Z. Gao, D. Manolas, K. Kim, Q. Yu, W. Shi, H. Park, A. Vásquez-Rojas, J. Dubois, D. Kaufer, P. Thomassen, M. J. de Ruiter, T. van der Zee, J. M. Peeringa, H. Zhiwen, H. von Waaden, " Offshore Code Comparison Collaboration Continuation (OC4), Phase I-Results of Coupled Simulations of an Offshore Wind Turbine with Jacket Support Structure", Journal of Ocean and Wind Energy, Vol. 1, pp. 1-11, 2014.
18. B. He, N. Lv, R. Shi, "Design Optimization of Jacket Substructure of Offshore Wind Turbine," Proceedings of the 10th International Conference on Civil Engineering (ICCE 2023), Springer, 2024.
19. Y. M. Du, D. Q. Kong, S. L. Wang, et al., "Fatigue Analysis of Jacket Foundations for Offshore Wind Turbines," Rock and Soil Mechanics, Vol. 44, No. 12, pp. 3639-3652, 2023.

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

Creative Commons License
International Journal of Maritime Technology is licensed under a

Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.