محسن مهرمطلق
-
انرژی باد از مهم ترین انرژی های تجدیدپذیر بوده که دارای روند رو به رشد نیز است. برج توربین بادی، نگه دارنده کل مجموعه است و خرابی آن منجر به فاجعه ی کامل می گردد. بااینکه خرابی برج می تواند کل توربین بادی را به خطر اندازد و سبب خرابی وسیع گردد ولی تحقیقات در این بخش از توربین نسبت به تاسیسات مکانیکال توربین بادی، ناچیز است. در این تحقیق، تحلیل گسترده ی عددی به منظور تشخیص خرابی در برج توربین بادی توسط تجزیه ی موجک دوبعدی چندسطحه بااستفاده از موجک های متعامد و اندرکنش خاک- سازه، انجام گردیده است. مدل المان محدود تهیه شده، با توربین بادی ساحلی مبنای پنج مگاواتی آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر وزارت نیروی آمریکا، صحت سنجی شد. در ادامه ضمن تعریف چندین سناریوی خرابی، شکل های مودی سه بعدی مدل المان محدود سازه ی آسیب دیده، استفاده از روش پیشنهادی، مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاکی از تاثیر مثبت اندرکنش خاک-سازه بر افزایش کیفیت تشخیص خرابی سازه ی آسیب دیده، است.کلید واژگان: برج توربین بادی, تشخیص خرابی, اندرکنش خاک- سازه, پردازش سیگنال, موجک متعامدWind energy is one of the most hopeful renewable energy sources that is also growing. The wind turbine tower supports the complete wind turbine system, and its damage may cause catastrophic failure of the wind turbine. However, the background to the study of the health monitoring of the wind turbine tower against its mechanical installations is insignificant. Besides, no comprehensive research has been conducted on the health monitoring of the tower with soil-structure interaction included. In this article, the extensive analysis of the multilevel 2D wavelet decomposition approach using orthogonal wavelets and soil-structure interaction is performed numerically. The established finite element model is calibrated and verified with the NREL 5-MW reference onshore wind turbine. Then, while defining several damage scenarios, the 3-dimensional modes of the finite element model of the damaged structure were investigated using the proposed method. The findings imply that the quality of the damage detection in the soil-structure interaction models has increased, generally.Keywords: Wind Turbine Tower, Damage Detection, Soil-Structure Interaction, Signal processing, Orthogonal Wavelets
-
باد از منابع پاک انرژی است. تمایل به استفاده از توربین های بادی در دهه های اخیر در دنیا روندی رو به رشد داشته است. اندازه و ظرفیت توربین های بادی به منظور کسب بیشتر انرژی باد، به سرعت در حال افزایش می باشد. آمار نشان می دهد توربین های بزرگ تر، بیشتر خراب شده و نیازمند نگهداری بیشتری هستند. هدف صاحبان مزارع بادی، هماهنگی و نظارت بر کار به منظور کاهش زمان ازکارافتادگی و افزایش بهره وری توربین های مزرعه بادی می باشد. برج توربین بادی، کل توربین بادی را حمل کرده و دارای مقام دوم هزینه توربین بادی است. بااینکه خرابی برج می تواند کل توربین بادی را به خطر انداخته و سبب خرابی وسیع گردد ولیکن تحقیقات این بخش از توربین نسبت به تاسیسات مکانیکال توربین بادی، ناچیز است. بعلاوه تحقیق جامعی نیز در پایش سلامت برج با اندرکنش خاک - سازه انجام نشده است. در این تحقیق از موجک های دومتعامد به منظور پردازش شکل مودی برج آسیب دیده استفاده گردید. توربین بادی ساحلی 5 مگاواتی آزمایشگاه ملی انرژی تجدید پذیر وزارت نیرو آمریکا، در نرم افزار المان محدود آباکیوس مدل گردید و صحت سنجی شد. پی سطحی به ابعاد 1×20×20 متر و خاک ها از نوع رس عادی تحکیم یافته و ماسه متراکم، در نظر گرفته شد. تعداد هجده سناریوی خرابی، تعریف گردید. نتایج تحقیق بیانگر این است که به منظور تشخیص خرابی استفاده از شکل های مودی پهلو - پهلو برج، دارای برتری محسوسی نسبت به شکل های مودی جلو - عقب هستند. نظر به تاثیرگذاری مطلوب تاثیر اندرکنش خاک - سازه بر روی دقت تشخیص خرابی، لزوم در نظر گرفتن این اثر در تحلیل ها، تاکید می گردد.
کلید واژگان: برج توربین بادی, تشخیص خرابی, اندرکنش خاک - سازه, تجزیه موجک 2-بعدی چند سطحه, موجک دومتعامدWind has been one of the cleanest sources of energy. The tendency to use wind turbines has been a growing trend in the world in recent decades. The size and capacity of wind turbines are increasing rapidly in order to obtain more wind energy. Statistics show that more giant turbines are more broken down and require more maintenance. The goal of wind farm owners is to monitor work to reduce downtime and increase the efficiency of each wind turbine. The wind turbine tower carries the entire wind turbine and is the second-largest cost of the wind turbine. Damage to the tower can endanger the entire wind turbine and cause extensive damage. However, the background to the study of the health monitoring of the wind turbine tower against its mechanical installations is insignificant. Besides, no comprehensive research has been conducted on the health monitoring of the tower with soil-structure interaction included. In this study, biorthogonal wavelets were used to process the mode shape of the damaged tower. The foundation is a square concrete foundation 20 m × 20 m and 1 m in depth. Two different soils, a normally consolidated clay and dense sand, are considered. Eighteen failure scenarios were defined. The results of this study indicate that the use of side-to-side mode shapes of the tower has a tangible advantage over its fore-aft mode shapes for detecting the failure. Considering the desirable effect of soil-structure interaction on damage detection, it is necessary to examine this effect in the analysis.
Keywords: Wind turbine tower, damage detection, Soil-structure interaction, multilevel 2D wavelet decomposition, biorthogonal wavelets -
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.