تحلیل عددی خطوط مهار توربین بادی شناور و محاسبه توزیع آماری نیروی مهار

طراحی خطوط مهار سازه‌های شناور یکی از بخش‌های مهم در روند طراحی سازه‌های فراساحلی است. برای طراحی و ارزیابی عملکرد خطوط مهار، معیارهایی نظیر استحکام نهایی و خستگی تعریف شده که برای بررسی آنها باید ابتدا نیروی کششی خط مهار تحت تاثیر نیروهای محیطی محاسبه شود. نیروهای کششی خطوط مهار یک سازه شناور در شرایط واقعی متغیرهایی تصادفی هستند، لذا برای بررسی استحکام خطوط مهار ابتدا باید توزیع آماری نیروی کششی آنها محاسبه شود. در این تحقیق بررسی آماری کشش مهار یک سکوی نیمه شناور به همراه توربین بادی، که توسط سه خط مهار کاتنریزنجیری در دریا ثابت شده، انجام شده است. تحلیل هیدرودینامیکی سازه توسط نرم افزار ansysaqwa انجام شده و مشخصات محیطی سازه برای دریای مدیترانه در نظر گرفته شده که از استاندارد dnvgl استخراج شده است. در طول عمر سازه بدلیل خوردگی قطر زنجیر مهار کاهش می‌یابد از این رو در این تحقیق سعی شده است تا با درنظرگرفتن خوردگی با نرخ ثابت سالانه، وضعیت خطوط مهار از منظرنیروهای کششی مورد بررسی قرار گیرد. در طول عمر سازه در اثر خوردگی و درنتیجه کاهش سختی محوری کشش خطوط مهار سازه کاهش خواهد یافت. این مقدار کاهش برای خط مهار بحرانی سازه در بازه های زمانی 10 ساله از طول عمر 30 ساله آن بترتیب 5.4، 13.1 و 21.3 درصد می باشد.

Numerical analysis of moorings of floating wind turbine and statistical distribution

The mooring design of floating structures is one of the important parts in the design process of offshore structures. To design and evaluate the performance of mooring lines, criteria such as ultimate strength and fatigue have been defined. In real conditions, mooring forces are random variables, so to check the strength, the statistical distribution of mooring forces under the influence of environmental condition must be calculated at first. In this article, a statistical study of the mooring force of a semisubmersible offshore wind turbine, which is stabled by three catenarychain mooring lines, has been considered. Hydrodynamic analysis of the structure was performed by ANSYSAQWA software and the environmental characteristics of the area were extracted from the DNVGL standard for the Mediterranean Sea. During the life of the structure, due to corrosion, the diameter of the mooring chain decreases. Therefore, in this research, the condition of the mooring lines from the perspective of tensile forces has been investigated by considering the corrosion at a constant annual rate. During the life of the structure, due to corrosion and as a result the reduction of the axial stiffness, the tension of the mooring lines will be reduced. This amount of reduction for the critical mooring line in 10year intervals of its 30year lifetime is 5.4, 13.1 and 21.3 percent, respectively.