پیام خود را بنویسید
دوره 18، شماره 35 - ( 3-1401 )                   جلد 18 شماره 35 صفحات 59-47 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Pahlavannejad Tabarestani Y, Naghipour M. Numerical investigation of structural behavior of fixed offshore wind turbines with CFDST sections based on hybrid monopile-footing foundation. marine-engineering 2022; 18 (35) :47-59
URL: http://marine-eng.ir/article-1-933-fa.html
پهلوان نژاد طبرستانی یاسین، نقی پور مرتضی. مطالعه عددی بررسی رفتار سازه‌ای توربین‌های بادی ثابت فراساحلی دارای مقاطع مرکب فولاد و بتن متکی بر فونداسیون هایبریدی مونوپایل-پی سطحی. مهندسی دریا 1401; 18 (35) :59-47

URL: http://marine-eng.ir/article-1-933-fa.html


1- دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
چکیده:   (960 مشاهده)
انرژی باد دریایی یکی از اصلی‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است که باعث گسترش روزافزون مزارع بادی دریایی در سطح جهان شده است. یکی از چالش‌های مهم برای پروژه‌ های باد فراساحلی، هزینه ساخت ‌و ساز فونداسیون آن است که بسته به موقعیت و نوع توربین بادی، حدود 16 تا 34 درصد کل هزینه را در بر می‌گیرد. بنابراین، طراحی مناسب فونداسیون‌ها برای اطمینان از کارایی بهتر توربین‌های بادی دریایی بسیار مهم است. فونداسیون پیشنهادی در این تحقیق شامل یک فونداسیون هایبریدی مونوپایل-پی سطحی است که در بخشی از مونوپایل آن به جای مقاطع فولادی رایج، از مقاطع CFDST استفاده شده است. تحلیل دینامیکی فونداسیون مورد نظر تحت بارهای محیطی با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد استفاده از مقاطع CFDST علاوه بر اینکه می‌تواند امکان کاهش قطر مونوپایل را فراهم کند، اضافه کردن پی سطحی به مونوپایل، سختی جانبی بیشتری را برای شمع در تراز بستر ایجاد می‌کند و جابه‌جایی جانبی آن را نیز کاهش می‌دهد. همچنین با مقایسه فرکانس‌های طبیعی توربین‌های بادی متکی بر فونداسیون پیشنهادی، مشخص شد که این سازه‌ها در محدوده مجاز فرکانسی قرار می‌گیرند و خطر تشدید آنها را تهدید نمی‌کند. 
متن کامل [PDF 2405 kb]   (290 دریافت)    
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي | موضوع مقاله: سازه های فراساحلی
دریافت: 1400/7/12 | پذیرش: 1401/1/17

فهرست منابع
1. Bhattacharya, S. (2019). Design of foundations for offshore wind turbines. John Wiley & Sons. [DOI:10.1002/9781119128137]
2. Qi, W. G., & Gao, F. P. (2019). Local Scour around a Monopile Foundation for Offshore Wind Turbines and Scour Effects on Structural Responses. In Geotechnical Engineering-Advances in Soil Mechanics and Foundation Engineering. IntechOpen [DOI:10.5772/intechopen.88591]
3. Wang, X., Zeng, X., Li, J., Yang, X., & Wang, H. (2018). A review on recent advancements of substructures for offshore wind turbines. Energy conversion and management, 158, 103-119. [DOI:10.1016/j.enconman.2017.12.061]
4. EWEA (2016). The european offshore wind industry - key trends and statistics 2015. Technical report, EWEA.
5. Carder, D. R. and Brookes, N. J. (1993). Discussion. In Retaining structures (ed. C. R. I.Clayton), pp. 498-501. London: Thomas Telford.
6. Carder, D. R., Watson, G. V. R., Chandler, R. J., & Powrie, W. (1999). Long-term performance of an embedded retaining wall with a stabilizing base slab. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Geotechnical Engineering, 137(2), 63-74. [DOI:10.1680/gt.1999.370201]
7. Powrie, W., & Daly, M. P. (2007). Centrifuge modelling of embedded retaining walls with stabilising bases. Geotechnique, 57(6), 485-497. [DOI:10.1680/geot.2007.57.6.485]
8. Poulos, H. G., & Randolph, M. F. (1983). Pile group analysis: a study of two methods. Journal of Geotechnical Engineering, 109(3), 355-372. [DOI:10.1061/(ASCE)0733-9410(1983)109:3(355)]
9. Kim, J. B., & Singh, L. P. (1974). EFFECT OF PILE CAP-SOIL INTERACTION ON LATERAL CAPACITY OF (No. Final Rpt.).
10. Mokwa, R. L. (1999). Investigation of the resistance of pile caps to lateral loading (Doctoral dissertation, Virginia Tech).
11. Maharaj, D. K. (2003). Load-deflection response of laterally loaded single pile by nonlinear finite element analysis. Electronic J. Geot. Engrg.
12. Stone, K. J. L., Newson, T. A., El Marassi, M., El Naggar, H., Taylor, R. N., & Goodey, R. J. (2010). An investigation of the use of a bearing plate to enhance the lateral capacity of monopile foundations. In Frontiers in Offshore Geotechnics II (pp. 641-646). CRC Press. [DOI:10.1201/b10132-88]
13. Arshi, H. S., & Stone, K. J. L. (2011, September). An investigation of a rock socketed pile with an integral bearing plate founded over weak rock. In Proceedings of the 15th European Conference of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (pp. 705-711).
14. Lehane, B. M., Powrie, W., & Doherty, J. P. (2010). Centrifuge model tests on piled footings in clay for offshore wind turbines. In Frontiers in Offshore Geotechnics II (pp. 623-628). CRC Press. [DOI:10.1201/b10132-85]
15. El-Marassi, M. (2011). Investigation of hybrid monopile-footing foundation systems subjected to combined loading.
16. DNV⋅GL, 2016. DNVGL-ST-0437: Loads and Site Conditions for Wind Turbines. Det Norske Veritas, Oslo, Norway.
17. Gentils, T., Wang, L., & Kolios, A. (2017). Integrated structural optimisation of offshore wind turbine support structures based on finite element analysis and genetic algorithm. Applied energy, 199, 187-204 [DOI:10.1016/j.apenergy.2017.05.009]
18. Han, L. H., & Huo, J. S. (2003). Concrete-filled hollow structural steel columns after exposure to ISO-834 fire standard. Journal of Structural Engineering, 129(1), 68-7. [DOI:10.1061/(ASCE)0733-9445(2003)129:1(68)]
19. Pagoulatou, M., Sheehan, T., Dai, X. H., & Lam, D. (2014). Finite element analysis on the capacity of circular concrete-filled double-skin steel tubular (CFDST) stub columns. Engineering Structures, 72, 102-112. [DOI:10.1016/j.engstruct.2014.04.039]
20. Maekawa, K., Okamura, H., & Pimanmas, A. (2003). Non-linear mechanics of reinforced concrete. CRC Press. [DOI:10.1201/9781482288087]
21. Contrafatto, L., & Cuomo, M. (2006). A framework of elastic-plastic damaging model for concrete under multiaxial stress states. International Journal of Plasticity, 22(12), 2272-2300. [DOI:10.1016/j.ijplas.2006.03.011]
22. Ye, Y., Han, L. H., & Guo, Z. X. (2017). Concrete-filled bimetallic tubes (CFBT) under axial compression: Analytical behaviour. Thin-Walled Structures, 119, 839-850. [DOI:10.1016/j.tws.2017.08.007]
23. Belarbi, A., & Hsu, T. T. (1994). Constitutive laws of concrete in tension and reinforcing bars stiffened by concrete. Structural Journal, 91(4), 465-474. [DOI:10.14359/4154]
24. Zuo, H., Bi, K., & Hao, H. (2018). Dynamic analyses of operating offshore wind turbines including soil-structure interaction. Engineering Structures, 157, 42-62. [DOI:10.1016/j.engstruct.2017.12.001]
25. Johnson, K., Karunasena, W., Sivakugan, N., & Guazzo, A. (2001). Modeling pile-soil interaction using contact surfaces. In Computational mechanics-New frontiers for the New millennium (pp. 375-380). Elsevier. [DOI:10.1016/B978-0-08-043981-5.50058-4]
26. Hokmabadi, A. S., Fakher, A., & Fatahi, B. (2012). Full scale lateral behaviour of monopiles in granular marine soils. Marine structures, 29(1), 198-210. [DOI:10.1016/j.marstruc.2012.06.001]
27. Shirzadeh, R., Devriendt, C., Bidakhvidi, M. A., & Guillaume, P. (2013). Experimental and computational damping estimation of an offshore wind turbine on a monopile foundation. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 120, 96-106. [DOI:10.1016/j.jweia.2013.07.004]
28. Bhattacharya, S., Nikitas, N., Garnsey, J., Alexander, N. A., Cox, J., Lombardi, D., ... & Nash, D. F. (2013). Observed dynamic soil-structure interaction in scale testing of offshore wind turbine foundations. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 54, 47-60. [DOI:10.1016/j.soildyn.2013.07.012]
29. Popovics, Sandor. "A numerical approach to the complete stress-strain curve of concrete." Cement and concrete research 3.5 (1973): 583-599. [DOI:10.1016/0008-8846(73)90096-3]
30. Golafshani, A. A., Bagheri, V., Ebrahimian, H., & Holmas, T. (2011). Incremental wave analysis and its application to performance-based assessment of jacket platforms. Journal of Constructional Steel Research, 67(10), 1649-1657. [DOI:10.1016/j.jcsr.2011.04.008]

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.