بررسی تاثیر تغییر راستای بارگذاری باد بر پاسخ شمع های نیروگاه های بادی فراساحلی

اغلب توربین های بادی فراساحلی دارای فونداسیون های شمعی از نوع مونوپایل قطور هستند. نیروی اصلی اعمالی بر این توربین ها باد است که در راستاهای مختف بر سازه اعمال می شود. در این مقاله، تاثیر تغییر راستای بارگذاری باد بر پاسخ شمع های توربین های بادی فراساحل با انجام شبیه سازی عملکرد سیستم خاک-شمع در نرم افزار فلک سه بعدی (FLAC 3D)، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، با استفاده از مدل سطح مرزی ارایه شده توسط دافالیاس و منظری برای شبیه سازی رفتار خاک و با در نظر گرفتن حالت بحرانی و پلاستیسیته مدل سطح مرزی، اثرات سخت شدگی و نرم شدگی ماسه بر بارگذاری تناوبی ناشی از باد در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد، در شمع های قطور تغییر راستای بارگذاری، باعث کاهش 16 درصدی حداکثر تغییرمکان افقی و چرخش سرشمع نسبت به حالت بارگذاری تک جهته می گردد. این اختلاف در خصوص تغییرمکان قایم حدود 2 برابر است. تغییرمکان ماندگار در راستای افقی و چرخش ماندگار نیز به ترتیب حداکثر 13 و 18 درصد کاهش داشته اند. اعمال بارگذاری متناوب در راستاهای مختلف سبب حرکت رو به بالای شمع شده تا جایی که پس از اتمام بارگذاری، شمع نسبت به تراز اولیه خود بالاتر قرار می گیرد. به طور کلی، تغییر راستای بارگذاری در بارگذاری متناوب باد باعث تغییر قابل ملاحظه ای در پاسخ شمع می شود، هر چند مقادیر این اختلاف در پارامترهای مختلف و حالت های مختلف بارگذاری متفاوت است.