Investigation of Wave Forces on Fixed Monopile Foundation of Offshore Wind Turbine

الملخص

ان حساب احمال التصميم المؤثره على هياكل التوربينات البحريه هي عمليه معقده. لذلك تم كتابه هذه الورقه البحثيه للدراسه والتحقق من تاثير الظروف البيئيه وبلخصوص موجات المياه على الاحمال الهيدروديناميكيه المؤثره على قواعد الهياكل البحريه الثابته. لهذا الغرض تم اختيار قاعده اسطوانيه الشكل لتوربين هوائي ذو قدره (5 ميغا وات) مصمم من قبل المختبر الوطني للطاقه المتجدده في الولايات المتحده الامريكيه من اجل اجراء التجربه وحساب الاحمال الهيدروديناميكيه. تم اختبار هذه القاعده على عمق (25 متر). ابعاد الاسطوانه وعمق المياه بلاضافه لخواص موجات المياه تم تحويلها من الابعاد الحقيقيه الى الابعاد النموذجيه عن طريق علاقات فرود مع نسبه قياس (1:100). الموجات التي تم اختبارها هي موجات منتظمه وغير منكسره وذات بعدين فقط. بلنسبه للجانب النظري من هذه التجربه فان معادله موريسون لحاله عدم الحيود تعتبر اختيار مناسب لحساب الاحمال المؤثره على القاعده البحريه. تم برمجه هذه المعادله بواسطه لغه (C ++). هذه المعادله تتكون من جزئين: الجزء الاول يمثل قوة القصور الذاتي المرتبطه بتعجيل جزيء الموجه اما الجزء الثاني فهو قوه الاعاقه المرتبطه بسرعه جزيء الموجه. ( , ) هي معاملات خاصه بمعادله موريسون لكل من قوة القصور الذاتي وقوة الاعاقه على التوالي. هذه المعاملات يتم حسابها بطرق مختلفه بناءا على تجارب عمليه لكن القيم التي تم اعتمادها في هذه التجربه ماخوذه من مخططات خاصه بمعهد البترول الامريكي. من اجل حساب سرعه جزيء الموجه وكذلك التعجيل فان نظريه الموجه الخطيه الموضوعه من قبل العالم ايري تعتبر مناسبه للموجات المنتظمه وذات الارتفاعات القليله. من الناحيه العدديه فان محاكاة الامواج وكذلك حساب القوى تم باستخدام برنامج الانسزز وتحديدا خيار الاكوا نسخه (2019). من خلال النتائج التي تم الحصول عليها نستنتج ان قوة الامواج ترتبط بصوره مباشره بارتفاع وتردد الامواج حيث انها تزداد او تقل بازدياد احدهما او كليهما.