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

طراحی خطوط مهار سازه های شناور یکی از بخش های مهم در روند طراحی سازه های 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 کاتنری-زنجیری در دریا ثابت شده، انجام شده است. تحلیل هیدرودینامیکی سازه توسط نرم افزار ANSYS-AQWA 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 می یابد 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 ۱۰ ساله از طول عمر ۳۰ ساله آن بترتیب ۵.۴، ۱۳.۱ و ۲۱.۳ درصد می باشد.  

Keywords:

Floating offshore wind turbine , Hydrodynamic analysis , Mooring lines , Mooring tension , Statistical distribution , توربین بادی شناور , تحلیل هیدرودینامیکی , خطوط مهار , کشش مهار , توزیع آماری