ConfOrganizer 

بررسی تاثیر اندرکنش خاک و سازه بر مشخصات مودال توربین‌های بادی بزرگ‌مقیاس

•   Mr. Saeid Askari Foork ,  دانشگاه بیرجند ,   
•   Dr. Ehsan Mohtashami ,  University of Birjand ,   
•   Amir Salar Mehrabad ,  دانشگاه فردوسی مشهد ,   

Major Topic: Special Structures (Industrial Structures, Tanks, Pipes, …)|سازه های خاص (سازه های صنعتی، مخازن، لوله ها، ...)

Abstract

توربین‌های بادی به عنوان بزرگ‌ترین ماشین‌های دینامیکی ساخت دست بشر، یکی از منابع مهم تولید انرژی برق در بسیاری از نقاط دنیا به شمار می‌روند. با توجه به استفاده روزافزون از توربین‌های بادی، شناخت رفتار دینامیکی آنها مورد توجه پژوهشگران رشته‌های مختلف مهندسی قرار گرفته است. یکی از ناپایداری‌های مهم در تحلیل سازه توربین بادی، پدیده تشدید است. به منظور دوری جستن از تشدید، باید فرکانس‌های طبیعی توربین بادی به دقت برآورد شود. یکی از عواملی که می‌تواند تاثیر بسزایی در تغییر فرکانس‌های سازه داشته باشد، اندرکنش خاک و سازه است؛ به طوری که لحاظ نکردن اثر آن، می‌تواند سبب افزایش نوسانات توربین در حین کار و احیانا وقوع تشدید و تخریب سازه در اثر عوامل طبیعی همچون زلزله شود. در این پژوهش، از نرم افزار CONAN که بر مبنای مدل مخروطی به حل مسائل اندرکنش خاک و سازه می‌پردازد، استفاده شده و تاثیر۱۰ نوع خاک مختلف که پوشش دهنده هر چهار نوع خاک I، II، III و IV در استاندارد ۲۸۰۰ ایران می‌باشد، بر مشخصات نوسانی توربین بادی 1/5 مگاواتی مرجع بررسی شده است. اندرکنش محاسبه شده توسط نرم افزار CONAN، به صورت شرایط تکیه‌گاهی به برج توربین بادی اعمال شده و تحلیل سازه در نرم افزار SAP2000 انجام می‌شود. نتایج تحلیل مودال و مقایسه تغییرات فرکانس طبیعی سازه در حالت‌های مختلف اندرکنش، بیانگر تاثیر قابل توجه نوع خاک در تغییر فرکانس‌های طبیعی سازه است؛ به ‌گونه‌ای‌که تغییر فرکانس برای مود اول نوسان تا ۱۸ درصد، بسته به نوع خاک، متغیر است و هر چه سختی خاک کمتر باشد، درصد تغییرات فرکانس بیشتر می‌شود. همچنین، میزان مشارکت مودهای بالاتر در حالت‌های مختلف اندرکنش، متفاوت است و با کاهش سختی خاک، تاثیر مودهای بالاتر افزایش و تعداد مودهای تاثیرگذار کاهش می‌یابد.

Keywords

توربین بادی; اندرکنش خاک وسازه; مدل مخروطی; تغییرات فرکانس; CONAN