بررسي تأثير تغيير راستاي بارگذاريِ باد بر پاسخ شمع‌هاي نيروگاه‌هاي بادي فراساحلي

اغلب توربين‌هاي بادي فراساحلي داراي فونداسيون‌هاي شمعي از نوع مونوپايل قطور هستند. نيروي اصلي اعمالي بر اين توربين‌ها باد است كه در راستاهاي مختف بر سازه اعمال مي شود. در اين مقاله، تأثير تغيير راستاي بارگذاري باد بر پاسخ شمع‌هاي توربين‌هاي بادي فراساحل با انجام شبيه‌سازي عملكرد سيستم خاك-شمع در نرم‌افزار فِلَك سه‌بعدي (FLAC 3D)، مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور، با استفاده از مدل سطح‌مرزي ارائه شده توسط دافالياس و منظري براي شبيه‌سازي رفتار خاك و با در نظر گرفتن حالت بحراني و پلاستيسيته مدلِ سطح مرزي، اثرات سخت‌شدگي و نرم‌شدگي ماسه بر بارگذاري تناوبي ناشي از باد در نظر گرفته شده است. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد، در شمع‌هاي قطور تغيير راستاي بارگذاري، باعث كاهش 16 درصدي حداكثر تغييرمكان افقي و چرخش سرشمع نسبت به حالت بارگذاري تك‌جهته مي‌گردد. اين اختلاف در خصوص تغييرمكان قائم حدود 2 برابر است. تغييرمكان ماندگار در راستاي افقي و چرخش ماندگار نيز به ترتيب حداكثر 13 و 18 درصد كاهش داشته‌اند. اعمال بارگذاري متناوب در راستاهاي مختلف سبب حركت رو به بالاي شمع شده تا جايي كه پس از اتمام بارگذاري، شمع نسبت به تراز اوّليه خود بالاتر قرار مي‌گيرد. به طور كلي، تغيير راستاي بارگذاري در بارگذاري متناوب باد باعث تغيير قابل ملاحظه‌اي در پاسخ شمع مي‌شود، هر چند مقادير اين اختلاف در پارامترهاي مختلف و حالت‌هاي مختلف بارگذاري متفاوت است.