بررسی عددی نیروهای هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک در اثر حرکات انتقالی و دورانی بر رفتار دینامیکی توربین بادی شناور

با توجه به بحران های پیش رو در خصوص استحصال انرژی و آلودگی های محیط زیست توربین های بادی شناور می توانند عملی ترین و اقتصادی ترین روش برای استخراج منابع عظیم انرژی باد فراساحلی در آب های عمیق و عمق متوسط باشند. توربین های بادی شناور سازه های پیچیده ای هستند که تحت اثر هم زمان تحریکات باد و موج قرار دارند. دینامیک سازه ای کوپل و معادلات پاسخ حرکت این توربین ها غیرخطی شدگی های هندسی میان حرکت های نسبی و سرعت ها را نشان می دهد توربین بادی شناور یک سیستم سازه ای مرکب آیرو-هایدرو-سرو-الاستیک هست؛ که برای چنین سازه هایی می بایست معادلات حرکت غیرخطی کوپل شده با در نظر گرفتن نیروهای تحریک و میرایی غیرخطی شامل تمام اثرات ناشی از باد و موج در حوزه زمان حل شوند. در پژوهش حاضر، آنالیز پاسخ های حرکت برای شرایط عملیاتی حرکات انتقالی و دورانی به منظور بررسی عملکرد و پایداری سازه ای توربین بادی شناور اسپار تحت نیروهای شناوری و هیدرودینامیک امواج موردبررسی قرار گرفته است. در این راستا اقدام به توسعه مدل عددی با استفاده از نرم افزار متلب گردید. پیش از انجام شبیه سازی دینامیکی توربین بادی شناور موردبررسی در این پژوهش به صحت سنجی مدول های موجود در مدل پرداخته می شود. درنهایت نتایج به دست آمده در حوزه زمان ارائه شده اند نتایج به دست آمده نشان می دهند در حرکات انتقالی، بیشترین و کمترین میزان نیروی شناوری به ترتیب در جهت های عمودی و عرضی و بیشترین و کمترین میزان نیروی هیدرودینامیک به ترتیب در جهت های طولی و عرضی بوده است. همچنین در حرکات دورانی، بیشترین و کمترین میزان نیروی شناوری به ترتیب در جهت های طولی و عمودی و حداکثر و حداقل میزان نیروی هیدرودینامیک به ترتیب در جهت های عمودی و عرضی بوده است. بررسی کمی نتایج به دست آمده نشان می دهد، مقدار نیروی شناوری در راستای محور X حداقل 16000- کیلونیوتن و حداکثر 500کیلو نیوتن در راستای محور Yحداقل 50-کیلونیوتنو حداکثر 550کیلونیوتن و در راستای محور Z  حداقل 82000 کیلونیوتن و حداکثر 7800 کیلونیوتن بوده است. همچنین مقدار نیروی هیدرودینامیک در راستای محور X حداقل 350- کیلونیوتن و حداکثر 350 کیلونیوتن در راستای محور Yحداقل صفر و حداکثر 2/6 نیوتن و در راستای محور Z  حداقل صفر و حداکثر 260 کیلونیوتن بوده است.