شبیه‌سازی سه بعدی پی باکت توربین بادی فراساحلی تحت شرایط بارگذاری یکنواخت

نیروی باد فراساحلی، یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر، قابل‌اطمینان و رو به رشد در دنیا می باشد. یکی از محدودیت های اساسی استفاده از توربین های بادی فراساحلی، هزینه بسیار زیاد ساخت پی این سازه ها می باشد که مستلزم شمع کوبی های عمیق و پرهزینه است. یک راه‌حل کم هزینه و قابل‌اعتماد برای رفع این مشکل، استفاده از باکت های (bucket) مکشی به عنوان جایگزین پی های رایج است که علاوه بر هزینه کم ساختار ساده ای نیز دارند. هدف مقاله حاضر بررسی پی از نوع باکت با روش اجزاء محدود سه بعدی می باشد که در توربین های بادی فراساحلی مورداستفاده قرار می گیرد. ظرفیت باربری و گشتاور واژگونی باکت هایی با ابعاد مختلف و تحت بارگذاری استاتیکی در ارتفاعات مختلف که در خاک ماسه ای متراکم و نیمه متراکم کارگذاری گردیده اند موردبررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که ابعاد پی، تراکم خاک و ارتفاع بارگذاری مهم ترین عواملی هستند که جابه جایی و چرخش سازه را تحت تاثیر قرار می دهند. به طوری که با دو برابر شدن طول پایه باکت، ظرفیت باربری افقی و گشتاور واژگونی 2.5 برابر افزایش می یابد. به علاوه این ظرفیت ها با جایگذاری باکت در بستر متراکم نسبت به بستر با تراکم متوسط 50% بیشتر می شود. همچنین، سختی اولیه با افزایش ابعاد باکت افزایش یافته و با کاهش ارتفاع اعمال بار کاهش می یابد. به منظور ارائه نتایج عملی، منحنی های نرمال ظرفیت بار افقی و گشتاور واژگونی ارائه شده اند.

3-d simulation of bucket foundations used for offshore wind turbines under monotonic loading conditions

bucket foundation is a new foundation concept developed in the last decade for offshore wind turbines. due to easy and faster installation with significantly lower expenses compared to the conventional foundations such as gravity bases and mono piles, suction caissons foundations are reliable and alternative foundation solutions. in this study push-over analysis was utilized to investigate the response of a typical monopod offshore wind turbine foundation under monotonic loading condition. finite element method was used to define and analyze different scenarios.