شناسایی محل و شدت آسیب در زیرسازه شابلونی سه‌پایه توربین بادی دور از ساحل با استفاده از روش انرژی کرنشی مودال بهبودیافته و الگوریتم ژنتیک

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی عمران، گرایش سواحل، بنادر و سازه های دریایی، واحدقشم، دانشگاه آزاد اسلامی، قشم، ایران

2 مدیر گروه صنایع دریایی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

10.22065/jsce.2021.294103.2488

چکیده

پایه‌ توربین‌های بادی فراساحلی در اعماق مختلف دریا سازه‌های متنوعی دارند. در اعماق بین 30 تا 50 متری، استفاده از زیرسازه جکت به عنوان یک راه حل اقتصادی برای توربینهای بادی فراساحلی توصیه شده است. در طی عمر سرویس سازه، زیرسازه توربینهای بادی دور از ساحل در معرض آسیبهایی هستند که می تواند عمر سرویس آنها را کاهش دهد. این مشکل در نواحی حساس نظیر عرشه، اتصالات یا ناحیه پاشش که بیشتر در معرض آسیب هستند شدیدتر می شود. روش انرژی کرنشی مودال، یکی از روشهای غیر مخرب و کاربردی است که در آن با استفاده از تغییر در خصوصیات دینامیکی سازه به شناسایی مکان و تعیین شدت آسیب در سازه پرداخته می شود. در سالیان اخیر، اصلاحاتی بر نسخه اولیه این روش صورت گرفته که یکی از آنها، در نظر گرفتن فرکانسهای طبیعی در تعیین شدت آسیب است. در این مقاله با استفاده از روش انرژی کرنشی مودال بهبود یافته و با در نظر گرفتن فرکانسهای طبیعی در تعیین مکان آسیب، به شناسایی مکان و تعیین شدت آسیب در اعضای واقع در عرشه و ناحیه پاشش آب در زیرسازه تریپاد توربین بادی فراساحلی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که روش بهبود یافته دقت بالاتری در مکان یابی آسیب نسبت به روش اولیه (شاخص استابس) دارد. همچنین، آسیبهای تکی و چندگانه، با شدت کم و زیاد، توسط این روش با دقت مناسبی پیش بینی گردید. همچنین بکارگیری الگوریتم ژنتیک در تعیین شدت آسیب، باعث شد شدت آسیبها در اعضاء با دقت بسیار خوبی به دست آیند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Damage location and intensity detection in tripod jacket substructure of wind turbine using improved modal strain energy and genetic algorithm

نویسندگان [English]

  • Seyed Reza Samaei 1
  • Madjid Ghodsi Hassanabad 2
1 PhD student, Department of Civil Engineering ,Qeshm Branch, Islamic Azad University, Qeshm, Iran
2 Head of Marine industries department, faculty of engineering, Science and research branch, Islamic Azad University.
چکیده [English]

The foundation of offshore wind turbines has various structures at different depths of the sea. At depths between 30 and 50 meters, jacket substructure is recommended as an economical solution for offshore wind turbines. During their life cycle, the substructures of offshore wind turbines are exposed to a couple of damage sources which can reduce their service life. This problem became more severe in sensitive areas such as deck, joints, or splash zone that are prone to failure. Modal strain energy (MSE) method is one of the non-destructive and practical methods in which the location and the severity of the damage is determined using changes in the dynamic properties of the structure. In recent years, some modifications have been made to the original version of this method, one of which is to consider modal frequencies in determining the location of damage. In this paper, the damage location and its severity are identified for members located in deck and splashing zone in tripod substructure of wind turbine using improved modal strain energy method (IMSE). The results showed that the improved method is more accurate in locating the damage than the original method (Stubbs index). Also, single and multiple damages, both with low and high intensity, were predicted with this method with appropriate accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Offshore
  • wind turbine
  • Damage detection
  • Improved modal strain energy
  • Stubbs index
  • تاریخ دریافت: 17 تیر 1400
  • تاریخ بازنگری: 27 شهریور 1400
  • تاریخ پذیرش: 10 آبان 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 10 آبان 1400