Lateral and Axial Capacity of Monopiles for Offshore Wind Turbines

1. ‫تک‬ ‫محوری‬ ‫و‬ ‫عرضی‬ ‫ظرفیت‬
‫های‬ ‫توربین‬ ‫برای‬ ‫شمع‬
‫ساحلی‬ ‫بادی‬
‫مادابهوشی‬ ‫گوپال‬ ‫و‬ ،‫سیلینجیر‬ ‫اوالس‬ ،‫حیدری‬ ‫اصغر‬ ‫علی‬
Lateral and Axial Capacity of Monopiles
for Offshore Wind Turbines
Aliasger Haiderali • Ulas Cilingir • Gopal Madabhushi
Indian Geotech J (July–September 2013)
43(3):181–194 DOI 10.1007/s40098-013-0056-4

2. ‫چکیده‬
‫بادهای‬‫ساحلی‬‫دارای‬‫پتانسیل‬‫فوق‬‫العاده‬‫ای‬‫در‬‫تولید‬
‫مقدار‬‫زیادی‬‫انرژی‬‫تجدیدپذیر‬‫و‬‫تمیزی‬‫می‬‫باشد‬.‫پی‬
‫های‬‫تک‬‫شمع‬‫در‬‫تقویت‬‫توربین‬‫های‬‫بادی‬‫بزرگتر‬‫در‬‫آب‬
‫هایی‬‫با‬‫کم‬‫کم‬‫تا‬‫متوسط‬‫دیده‬‫می‬‫شود‬.‫در‬‫این‬،‫مقاله‬
‫واکنش‬‫عرضی‬‫و‬‫محوری‬‫تک‬‫شمع‬‫های‬‫نصب‬‫شده‬‫در‬‫خاک‬‫های‬
‫رس‬‫زهکشی‬‫نشده‬‫با‬‫استحکام‬‫و‬‫مقاومت‬‫های‬‫برشی‬‫مختلف‬
‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫آنالیز‬‫جزء‬‫محدود‬‫سه‬‫بعدی‬‫مورد‬
‫مطالعه‬‫قرار‬‫می‬‫گیرد‬.‫در‬‫این‬،‫آنالیز‬‫ترکیبی‬‫از‬
‫بارهای‬‫عرضی‬‫و‬‫محوری‬‫موردانتظار‬‫در‬‫بادهای‬‫ساحلی‬‫که‬
‫در‬‫آب‬‫هایی‬‫با‬‫عمق‬30‫متر‬‫استفاده‬‫شده‬‫است‬.‫با‬‫کمک‬
‫یک‬‫روش‬،‫پیشرفته‬‫ظرفیت‬‫محوری‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫به‬‫صورت‬
‫عددی‬‫با‬‫ظزفیت‬‫های‬‫محاسبه‬‫شده‬‫مقایسه‬‫خواهد‬‫شد‬.‫به‬
،‫عالوه‬‫ظرفیت‬‫عرضی‬‫تک‬‫شمع‬‫در‬‫حالت‬‫محدود‬‫با‬‫همان‬
‫ظرفیت‬‫در‬‫حالت‬‫تعمیرپذیری‬‫مقایسه‬‫می‬‫شود‬.‫در‬‫یک‬
‫پژوهش‬،‫پارامتری‬‫نشان‬‫داده‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫به‬‫استثنای‬
‫بارهای‬‫محوری‬‫بسیار‬‫بزرگ‬‫که‬‫در‬‫مجاورت‬‫ظرفیت‬‫محوری‬ 1

3. ‫انرژی‬‫بادهای‬‫ساحلی‬‫بخش‬‫مهمی‬‫از‬‫مباحث‬
‫اتحادیه‬‫اروپا‬(EU)‫محسوب‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫هدف‬
‫تمام‬27‫عضو‬‫آن‬‫تولید‬20%‫انرژی‬‫خود‬‫از‬
‫منابع‬‫تجدیدپذیر‬‫تا‬‫سال‬2020‫می‬‫باشد‬.‫این‬
‫انرژی‬‫با‬‫سرعت‬‫فوق‬‫العاده‬‫ای‬‫در‬‫حال‬‫تولید‬
‫است‬‫که‬‫پیش‬‫بینی‬‫می‬‫شود‬‫تا‬‫سال‬2013‫به‬
‫انضمام‬‫کاهش‬‫انتشار‬‫دی‬‫اکسیدکربن‬‫توسط‬315
‫میلیون‬‫تن‬‫به‬150 GW‫می‬‫رسد‬‫که‬14%
‫الکتریسیته‬‫موردنیاز‬EU‫را‬‫تامین‬‫می‬‫کند‬.
‫پیش‬‫بینی‬‫می‬‫شود‬‫در‬،‫انگلستان‬‫که‬‫تاکنون‬‫در‬
‫نصب‬‫ظرفیت‬‫بادهای‬‫ساحلی‬‫پیشرو‬،‫است‬‫تا‬‫سال‬
2020‫حدودا‬17%‫الکتریسیته‬‫موردنیاز‬‫کشور‬
‫را‬‫فراهم‬‫کند‬.‫همگام‬‫با‬،‫انگلستان‬
‫دولتمردان‬‫سایر‬‫کشورها‬‫با‬‫اقتصادهای‬‫قوی‬
‫نظیر‬،‫آمریکا‬‫کره‬،‫جنوبی‬‫و‬‫چین‬‫برای‬
‫بادهای‬‫ساحلی‬‫و‬‫دیگر‬‫منابع‬‫انرژی‬‫تجدیدپذیر‬
‫مقدمه‬
2

4. ‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫در‬‫خاک‬‫رس‬
‫تک‬،‫شمع‬‫یک‬‫شمع‬‫لوله‬‫ای‬‫مانند‬‫سرباز‬‫قطوری‬‫است‬‫که‬‫به‬‫دلیل‬
‫بادها‬‫و‬‫جریانات‬‫و‬‫موج‬‫های‬‫اقیانوسی‬‫توسط‬‫بارهای‬‫عمودی‬‫از‬
‫وزن‬‫برج‬‫و‬‫توربین‬‫و‬‫نیروهای‬‫عرضی‬‫و‬‫گشتاورهای‬‫خمشی‬‫بارگذاری‬
‫می‬‫شود‬.‫یک‬‫تک‬‫شمع‬‫به‬‫وسیله‬‫حرکت‬‫دادن‬‫فشارهای‬‫افقی‬‫زمین‬‫در‬
‫الیه‬‫های‬‫فوقانی‬‫خاک‬‫بار‬‫را‬‫به‬‫بستر‬‫دریا‬‫انتقال‬‫می‬‫دهد‬.
‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫معموال‬‫با‬‫فروکردن‬‫به‬‫بستر‬‫رودخانه‬‫توسط‬‫توسط‬
‫چکش‬‫های‬‫هیدرولیک‬‫نصب‬‫می‬‫شود‬.‫طبق‬‫نظرات‬‫لی‬‫بالنک‬‫و‬،‫همکارانش‬
‫قطر‬‫شمع‬‫های‬‫نصب‬‫شده‬‫بین‬4.0 m‫و‬6.0 m‫و‬‫دارای‬‫طول‬‫خاکریزی‬
(L)‫به‬‫قطر‬(M)‫نسبی‬‫حدودا‬5‫می‬‫باشد‬.‫با‬‫این‬،‫وجود‬‫در‬ 3

5. ‫اخیرا‬‫شمع‬‫ها‬‫برحسب‬‫آیین‬‫نامه‬‫های‬Det Norske
Veritas‫یا‬‫انجمن‬‫نفت‬‫آمریکا‬‫طراحی‬‫می‬‫شوند‬‫که‬‫هر‬
‫دوی‬‫آن‬‫ها‬‫از‬‫روش‬‫نیمه‬‫تجربی‬p-y‫استفاده‬‫می‬‫کنند‬
‫که‬‫برای‬‫شمع‬‫هایی‬‫با‬‫قطر‬‫کم‬0.234 m‫در‬‫خاک‬‫رس‬
،‫نرم‬‫شمع‬‫هایی‬‫با‬‫قطر‬‫بین‬0.254-0.641 m‫در‬‫خام‬‫رس‬
،‫سفت‬‫و‬‫شمع‬‫هایی‬‫با‬‫قطر‬0.610 m‫در‬‫ماسه‬‫توسعه‬
‫یافته‬‫است‬.
‫با‬‫این‬،‫وجود‬‫مکانیسم‬‫تغییرشکل‬‫یک‬‫تک‬‫شمع‬
‫اساسا‬‫با‬‫مکانیسم‬‫یک‬‫شمع‬‫بارگذاری‬‫شده‬‫عرضی‬‫با‬
‫قطر‬‫کم‬‫متفاوت‬‫است‬.‫زیرا‬‫تک‬‫شمع‬‫محکم‬‫از‬‫طریق‬
‫چرخش‬‫محکم‬‫و‬‫انعطاف‬‫ناپذیر‬‫حول‬‫یک‬‫نقطه‬‫صورت‬‫می‬ 4

6. ‫لسازی‬‫المان‬‫محدود‬
‫شکل‬1.‫آن‬ ‫سازنده‬ ‫های‬ ‫بخش‬ ‫و‬ ‫مدل‬ ‫نمایش‬
‫به‬‫منظور‬‫بررسی‬‫واکنش‬‫محوری‬‫و‬‫عرضی‬
‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫در‬‫خاک‬‫رس‬‫نرم‬‫و‬‫سفت‬
،‫دریایی‬‫از‬‫آنالیز‬‫جزء‬‫محدود‬(FEA)
‫سه‬‫بعدی‬(3D)‫استفاده‬‫می‬‫شود‬.
‫آنالیزهای‬‫تنش‬‫نهایی‬‫که‬‫در‬‫این‬
‫مقاله‬‫شرح‬‫داده‬‫می‬،‫شود‬‫با‬‫استفاده‬
‫از‬‫نرم‬‫افزار‬‫تجاری‬Abaqus/Standard
‫انجام‬‫شده‬‫بود‬.
‫در‬‫این‬‫پژوهش‬،‫عددی‬‫تک‬‫شمع‬‫هایی‬‫با‬‫قطر‬(D)4.0،5.0،
6.0،‫و‬7.5‫مورد‬‫مطالعه‬‫قرارگرفتند‬.‫طول‬‫خاکریز‬(L)‫هر‬
‫شمع‬‫تا‬35 m‫ثابت‬‫نگاه‬‫داشته‬‫شده‬‫بود‬.‫به‬‫منظور‬‫جلوگیری‬
‫از‬‫پیشروی‬‫خاک‬‫در‬‫شمع‬‫که‬‫باعث‬‫تخریب‬‫حالت‬‫نهایی‬‫محدود‬‫و‬
‫تولید‬‫نتایج‬‫غیرواقعی‬‫می‬،‫شود‬‫شمع‬‫ها‬‫حدودا‬1.0 m‫باالی‬
‫تمام‬‫مدل‬‫های‬‫جزء‬،‫محدود‬
‫استوانه‬،‫ای‬‫متشکل‬‫از‬‫سه‬‫بخش‬
‫هستند‬:‫شمع‬،‫فوالدین‬‫خاک‬‫اطراف‬
،‫شمع‬‫و‬‫پالگین‬‫خاک‬‫داخل‬‫شمع‬.
5

7. ‫فرض‬‫بر‬‫آن‬‫است‬‫که‬‫مواد‬‫شمع‬‫کشسان‬‫خطی‬‫با‬‫ماژول‬‫های‬‫یونگ‬
(Ep)210 GPA،‫ضریب‬‫پوآسون‬(vp)0.3‫و‬‫تراکم‬7840 kg/m3‫می‬‫باشد‬.
‫ضخامت‬‫دیواره‬‫شمع‬t‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫معادله‬(1)‫تعیین‬‫و‬‫به‬
‫نزدیکترین‬‫عددصحیح‬‫گرد‬‫می‬‫شود‬.‫ضخامت‬‫دیوار‬‫در‬‫طول‬‫شمع‬‫ثابت‬
‫بود‬.
‫جدول‬ ‫در‬ ‫شمع‬ ‫هندسه‬1‫شده‬ ‫خالصه‬‫است‬
‫جدول‬1.‫شمع‬ ‫هندسه‬
6
(1)

8. ‫شمع‬‫از‬‫عناصر‬‫پوسته‬‫خطی‬‫منحنی‬‫مضاعف‬‫چهار‬‫گره‬‫ای‬‫با‬
‫استحکام‬‫غشای‬‫محدود‬‫و‬‫خاک‬‫و‬‫پالگ‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫اجزای‬
‫آجری‬‫خطی‬‫هشت‬‫گره‬‫ای‬‫ساخته‬‫شده‬‫بود‬.‫به‬‫منظور‬‫حداقل‬
‫رسانی‬‫قفل‬‫برشی‬‫از‬‫کاهش‬‫عناصر‬‫ادغام‬‫در‬‫یک‬‫نقطه‬‫استفاده‬
‫می‬‫شد‬.‫با‬‫ترکیب‬‫یک‬‫ساعت‬‫شنی‬‫مصنوعی‬‫در‬‫عناصر‬‫با‬‫استفاده‬
‫از‬‫روش‬‫سختی‬‫ساعت‬‫شنی‬‫در‬Abaqus/Standard‫کنترل‬‫ساعت‬‫شنی‬
‫انجام‬‫می‬‫گیرد‬.‫در‬‫این‬،‫روش‬‫سختی‬‫ساعت‬‫شنی‬‫تابعی‬‫از‬
‫ماژول‬‫های‬‫برشی‬G‫مواد‬‫به‬‫شمار‬‫می‬‫آیند‬.‫در‬‫عناصر‬،‫آجری‬
‫فاکتور‬‫سختی‬‫ساعت‬‫شنی‬rfG‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫فرمول‬(2)
‫محاسبه‬‫می‬‫شود‬.
‫شنی‬ ،‫پوسته‬ ‫های‬ ‫مولفه‬ ‫در‬rfG‫استفاده‬ ‫با‬
‫فرمول‬ ‫از‬(3)‫شود‬ ‫می‬ ‫محاسبه‬.
‫بر‬ ‫عالوه‬rfG‫فاکتور‬ ‫یک‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫پوسته‬ ‫های‬ ‫مولفه‬ ،
‫خمشی‬ ‫شنی‬ ‫ساعت‬ ‫سختی‬rФG‫با‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫شده‬ ‫تعیین‬
‫فرمول‬ ‫از‬ ‫استفاده‬(4)‫شود‬ ‫می‬ ‫محاسبه‬.
7
(2)
(3)
(4)

9. ‫گل‬ ‫در‬ ‫شمع‬ ‫عرضی‬ ‫جابجایی‬ ‫لحاظ‬ ‫به‬ ‫نتایج‬
)(‫برش‬ ‫و‬ ‫شمع‬ ‫امتداد‬ ‫در‬ ‫اوج‬ ‫خمشی‬ ‫گشتاور‬ ،
‫منطقی‬ ‫طور‬ ‫به‬ ‫شمع‬ ‫امتداد‬ ‫در‬ ‫اوج‬ ‫از‬ ‫ناشی‬
‫های‬ ‫تفاوت‬ ‫با‬ ‫ترتیب‬ ‫به‬1.22،0.06‫و‬ ،
0.27%‫مهندسی‬ ‫زمینه‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫مقایسه‬
‫باشد‬ ‫نمی‬ ‫معنادار‬ ‫ژئوتکنیک‬.
‫جدول‬2.‫قطر‬ ‫با‬ ‫شمع‬ ‫مدل‬ ‫نتایج‬ ‫مقایسه‬7.5 m
‫چهارگانه‬ ‫و‬ ‫خطی‬ ‫های‬ ‫مولفه‬ ‫با‬
‫شکل‬2.‫قطر‬ ‫با‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫مدل‬ ‫شبکه‬4.0 m
8

10. ‫مدلسازی‬‫خاک‬
‫با‬‫توجه‬‫به‬‫نفودپذیری‬‫بسیار‬‫پایین‬‫خاک‬‫رس‬(10-9 m/s˷)‫در‬‫طول‬
‫کاربرد‬‫بارهای‬‫اوج‬‫رفتار‬‫زهکشی‬‫نشده‬‫از‬‫خود‬‫بروز‬‫می‬‫دهد‬‫چرا‬
‫که‬‫نرخ‬‫بارگذاری‬‫به‬‫مراتب‬‫بیشتر‬‫از‬‫نرخی‬‫است‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫آب‬
‫منافذ‬‫می‬‫تواند‬‫داخل‬‫و‬‫یا‬‫خارج‬‫از‬‫منافذ‬‫بین‬‫ذره‬‫ای‬‫حرکت‬
‫کند‬.‫خاک‬‫های‬‫رس‬‫نرم‬‫با‬‫مقاومت‬‫برشی‬‫زهکشی‬‫نشده‬(Cu)50‫و‬75
kPa‫با‬‫شاخص‬‫خمیری‬(PI)‫به‬‫ترتیب‬44‫و‬40%‫مدلسازی‬‫شده‬‫بود‬
‫درحالیکه‬‫خاک‬‫رس‬‫سفت‬‫با‬Cu 100 kPa‫با‬PI38%‫نشان‬‫داده‬‫شده‬
‫بود‬.‫این‬‫پارامترهای‬‫هندسی‬‫رابطه‬‫نزدیکی‬‫با‬‫ویژگی‬‫های‬‫واقعی‬
‫خاک‬‫های‬‫رس‬‫ساحلی‬‫داشتند‬‫که‬‫از‬‫داده‬‫های‬‫بررسی‬‫محیط‬‫مزارع‬
‫بادی‬‫ساحلی‬‫حاصل‬‫شده‬‫است‬.
‫فرض‬‫بر‬‫این‬‫است‬‫که‬‫خاک‬‫رس‬‫تثبیت‬‫شده‬‫نرمال‬‫با‬‫واحد‬‫وزن‬
‫اشباع‬‫شده‬18 kN/m3‫با‬‫ثابت‬Cu‫و‬Es‫که‬‫با‬‫عمق‬‫تغییر‬‫نمی‬،‫کند‬
‫همگن‬‫و‬‫ایزوتروپیک‬(‫دارای‬‫خواص‬‫فیزیکی‬‫مشابه‬)‫می‬‫باشد‬.‫فرض‬
‫بر‬‫این‬‫است‬‫که‬Es‫مستقیما‬‫متناسب‬‫با‬Cu‫می‬‫باشد‬:
‫که‬‫در‬‫اینجا‬Kc‫ضریب‬‫همبستگی‬‫است‬‫که‬‫به‬PI‫خاک‬‫رس‬‫و‬‫نسبت‬
‫بیش‬‫تحکیم‬‫یافتگی‬(OCR)‫بستگی‬‫دارد‬.
Es = KcCu
9
(5)

11. ‫جدول‬3.‫رس‬ ‫خاک‬ ‫ژئومتری‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬
‫مقادیر‬Kc‫برای‬3‫نوع‬‫خاک‬‫رس‬‫از‬‫شکل‬3a‫گرفته‬‫شده‬‫که‬‫از‬OCR
‫برابر‬‫با‬1‫و‬‫مقادیر‬PI‫فوق‬‫الذکر‬‫استفاده‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫به‬Es
‫بین‬19150‫و‬47900 kN/m2‫منجر‬‫می‬‫شود‬.
‫در‬ ‫رس‬ ‫های‬ ‫خاک‬ ‫ژئوتکنیکی‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬
‫جدول‬3‫است‬ ‫شده‬ ‫خالصه‬.
‫شکل‬3( .a)‫بین‬ ‫رابطه‬KC،PI‫و‬ ،OCR،‫رس‬ ‫های‬ ‫خاک‬ ‫برای‬(b)‫رابطه‬
‫شمع‬ ‫بین‬ ‫رابط‬ ‫اطظکاک‬ ‫بین‬-‫و‬ ‫رس‬ ‫خاک‬PI
10

12. ‫شبیه‬‫سازی‬‫بارها‬
‫آب‬ ‫عمق‬30 m‫حدودا‬ ‫ارتفاع‬ ‫در‬ ‫منتج‬ ‫بارهای‬ ،
38.6‫گل‬ ‫باالی‬ ‫متری‬‫کند‬ ‫می‬ ‫فعالیت‬.‫بارهای‬
‫جدول‬ ‫در‬ ‫کاربردی‬4‫است‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫نمایش‬.
‫جدول‬4.‫گل‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫اعمال‬ ‫بارهای‬
11

13. ‫محوری‬ ‫بار‬ ‫تاثیر‬ ‫ارزیابی‬ ‫منظور‬ ‫به‬V‫شممع‬ ‫تک‬ ‫عرضی‬ ‫واکنش‬ ‫در‬
‫بمار‬ ‫انمدازه‬ ‫تغییمر‬ ‫بما‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫گرفته‬ ‫انجام‬ ‫پارامتری‬ ‫پژوهش‬ ‫یک‬
‫ثابمت‬ ‫و‬ ‫بارهما‬ ‫تممام‬ ‫درحالیکمه‬ ‫گیمرد‬ ‫ممی‬ ‫صمورت‬ ‫کاربردی‬ ‫محوری‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫حفظ‬ ‫پارامترها‬(‫جدول‬5.)‫کاربردی‬ ‫محوری‬ ‫بار‬ ‫بیشینه‬ ‫مقدار‬
‫پژوهش‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫گرفته‬ ‫شمع‬ ‫محوری‬ ‫ظرفیت‬ ‫با‬ ‫برابر‬ ‫تقریبا‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫تعیین‬ ‫عددی‬.
‫جدول‬5.‫محوری‬ ‫بار‬ ‫انواع‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫انجام‬ ‫زیر‬ ‫مراحل‬ ‫در‬ ‫آنالیز‬:
•‫ماسه‬ ‫در‬ ‫ژئواستاتیک‬ ‫تعادل‬ ‫حصول‬ ‫و‬ ‫مدل‬ ‫در‬ ‫جاذبه‬ ‫کاربرد‬
•‫شمع‬ ‫سر‬ ‫به‬ ‫محوری‬ ‫بار‬ ‫کاربرد‬
•‫شمع‬ ‫سر‬ ‫در‬ ‫واژگون‬ ‫گشتاور‬ ‫و‬ ‫عرضی‬ ‫بار‬ ‫کاربرد‬.
‫تما‬ ‫صمفر‬ ‫از‬ ‫واژگمون‬ ‫گشمتاور‬ ‫و‬ ،‫عرضمی‬ ‫بار‬ ،‫محوری‬ ‫بار‬
‫بمه‬ ‫ها‬ ‫گام‬ ‫اندازه‬ ‫و‬ ‫شد‬ ‫کارگرفته‬ ‫به‬ ‫تدریج‬ ‫به‬ ‫بیشینه‬ ‫مقدار‬
‫توسط‬ ‫اتوماتیک‬ ‫صورت‬Abaqus‫شمده‬ ‫تعیمین‬ ‫محاسمباتی‬ ‫بازده‬ ‫در‬ 12

14. ‫نتیجه‬ ‫و‬ ‫بحث‬
‫گیری‬
‫نهایی‬ ‫عرضی‬ ‫ظرفیت‬ ‫تعیین‬ ‫برای‬Hult‫به‬ ‫چسبنده‬ ‫های‬ ‫خاک‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شمعی‬
‫آن‬ ‫از‬ ‫کمه‬ ‫دارد‬ ‫وجمود‬ ‫متعمددی‬ ‫همای‬ ‫روش‬ ،‫شود‬ ‫می‬ ‫بارگذاری‬ ‫عرضی‬ ‫صورت‬
‫روش‬ ‫به‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫میان‬p-y‫کرد‬ ‫اشاره‬ ‫بروم‬ ‫روش‬ ‫و‬.‫روشمی‬ ،‫وجمود‬ ‫این‬ ‫با‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫محسوب‬ ‫هایپربولیک‬ ‫روش‬ ‫یک‬ ،‫است‬ ‫همگام‬ ‫عددی‬ ‫پژوهش‬ ‫با‬ ‫که‬.
‫کمه‬ ‫زمانی‬ ،‫روش‬ ‫این‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬um/H‫مقابمل‬ ‫در‬um‫ممی‬ ‫قمرار‬
‫باالی‬ ‫مقادیر‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫منحنی‬ ‫به‬ ‫منجر‬ ،‫گیرد‬um‫شدن‬ ‫خطی‬ ‫به‬ ‫تمایل‬
‫دارد‬.Hult‫شود‬ ‫می‬ ‫تعریف‬ ‫خطی‬ ‫بخش‬ ‫این‬ ‫شیب‬ ‫برعکس‬.‫هایی‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫که‬
‫با‬ ‫رس‬ ‫خاک‬ ‫در‬cu‫با‬ ‫برابر‬50 kPa‫شکل‬ ‫در‬4‫اسمت‬ ‫آمده‬ ‫در‬ ‫نمایش‬ ‫به‬.Hult
‫قطمر‬ ‫با‬ ‫هایی‬ ‫شمع‬ ‫تک‬4،5،6‫و‬ ،7.5 m‫روش‬ ‫ایمن‬ ‫از‬ ‫اسمتفاده‬ ‫بما‬ ‫کمه‬
‫جدول‬ ‫در‬ ،‫شوند‬ ‫می‬ ‫محاسبه‬6‫است‬ ‫شده‬ ‫ارائه‬.
‫شکل‬4.um/H‫منحنی‬ ‫برابر‬ ‫در‬
‫های‬um‫در‬ ‫هایی‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫برای‬
‫با‬ ‫رس‬ ‫خاک‬Cu‫با‬ ‫برابر‬50 kPa
‫جدول‬6.‫نهایی‬ ‫عرضی‬ ‫ظرقیت‬Hult
13

15. ‫کمدام‬ ‫همر‬ ‫نهایی‬ ‫عرضی‬ ‫ظرفیت‬ ،‫رود‬ ‫می‬ ‫انتظار‬ ‫که‬ ‫همانگونه‬
‫از‬4‫رس‬ ‫خماک‬ ‫سمفتی‬ ‫و‬ ‫برشمی‬ ‫مقاوممت‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫ها‬ ‫شمع‬ ‫تک‬
‫یابد‬ ‫می‬ ‫افزایش‬(‫جدول‬6.)‫رد‬ ‫کمه‬ ‫هممانطور‬ ،‫وجمود‬ ‫این‬ ‫با‬
‫شکل‬5‫بما‬ ‫عرضمی‬ ‫ظرفیمت‬ ‫در‬ ‫تغییمر‬ ‫این‬ ،‫شود‬ ‫می‬ ‫داده‬ ‫نشان‬
‫از‬ ‫شممع‬ ‫تمک‬ ‫قطر‬ ‫اافزایش‬4.0‫بمه‬7.5 m‫یابمد‬ ‫ممی‬ ‫تغییمر‬.
‫گل‬ ‫در‬ ‫عرضی‬ ‫جابجایی‬um‫جدول‬ ‫در‬ ‫آنالیزشده‬ ‫های‬ ‫شمع‬ ‫برای‬7
‫است‬ ‫شده‬ ‫ارائه‬.
‫شکل‬5.‫بر‬ ‫رس‬ ‫خاک‬ ‫برشی‬ ‫مقاومت‬ ‫و‬ ‫شمع‬ ‫قطر‬ ‫تاثیر‬Hult
‫جدول‬7.‫گل‬ ‫در‬ ‫شمع‬ ‫عرضی‬ ‫جابجایی‬um
14

16. ‫جابجایی‬‫شمع‬ ‫عرضی‬u‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫عمق‬ ‫مشخصات‬ ‫برابر‬ ‫در‬(‫شمکل‬
6a)‫طریمق‬ ‫از‬ ‫زیماد‬ ‫قطمر‬ ‫بما‬ ‫هایی‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫است‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫حاکی‬
‫زاویه‬ ‫با‬ ،‫شدید‬ ‫چرخش‬Ф‫ارتفاع‬ ‫در‬ ‫ای‬ ‫نقطه‬ ‫حول‬ ،h‫گل‬ ‫زیر‬
(‫شکل‬6b)‫دستخوش‬ ‫زیادی‬ ‫حد‬ ‫تا‬um‫باشمند‬ ‫می‬.،‫ممتن‬ ‫ایمن‬ ‫در‬
‫زاویه‬Ф‫کند‬ ‫می‬ ‫اشاره‬ ‫گل‬ ‫در‬ ‫شمع‬ ‫چرخش‬ ‫به‬.
‫شکل‬6( .a)u‫برابر‬ ‫در‬
‫تعبیه‬ ‫عمق‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬‫شده‬ 15

17. ‫شکل‬ ‫همچنین‬6a‫باشد‬ ‫می‬ ‫زیر‬ ‫موارد‬ ‫دربرگیرنده‬:
•‫شکل‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫همانطور‬7‫افمزایش‬ ‫با‬ ،‫شود‬ ‫می‬ ‫داده‬ ‫نشان‬Cu
‫از‬50‫تا‬100 kPa‫مانمدن‬ ‫ثابت‬ ‫با‬ ،H،u‫کماهش‬ ‫هممراه‬ ‫بمه‬
‫ممی‬ ‫کماهش‬ ‫شممع‬ ‫امتمداد‬ ‫در‬ ‫اوج‬ ‫خمشمی‬ ‫گشتاور‬ ‫در‬ ‫مربوطه‬
‫یابد‬.‫مشخصمات‬ ‫برابمر‬ ‫در‬ ‫خمشمی‬ ‫گشمتاور‬ ‫توسمط‬ ‫اممر‬ ‫این‬
‫قطمر‬ ‫با‬ ‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫تعیین‬ ‫ارتفاع‬7.5m‫تمک‬ ‫بمرای‬
،‫پذیرد‬ ‫می‬ ‫صورت‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫قطر‬ ‫با‬ ‫شمعی‬
‫شکل‬7.‫برابر‬ ‫در‬ ‫خمشی‬ ‫گشتاور‬
‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫عمق‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬
‫قطر‬ ‫با‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫برای‬7.5 m
16

18. •‫توسعه‬ ‫باعث‬ ‫شمع‬ ‫پای‬"‫ضربه‬"‫تاثیر‬ ‫تحت‬ ‫و‬ ‫شده‬u،‫گیرد‬ ‫می‬ ‫قرار‬ ‫منفی‬
•‫ارتفماع‬ ‫در‬ ،‫آن‬ ‫در‬ ‫کمه‬ ‫دارد‬ ‫وجمود‬ ‫واحدی‬ ‫نقطه‬ ‫شمع‬ ‫امتداد‬ ‫در‬h،u
‫و‬ ،‫است‬ ‫صفر‬
•‫با‬ ‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫مخصوصا‬ ‫و‬ ‫با‬ ‫نرم‬ ‫رس‬ ‫خاک‬ ‫در‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫سخت‬ ‫بدنه‬ ‫چرخش‬
‫قطر‬7.5 m،Cu 50 kPa‫شود‬ ‫می‬ ‫بیان‬.
‫جدول‬8‫مقادیر‬h(‫اسمت‬ ‫صمفر‬ ‫شمع‬ ‫عرضی‬ ‫جابجایی‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫عمقی‬)
‫ممی‬ ‫قمرار‬ ‫شممع‬ ‫امتداد‬ ‫در‬ ‫نقطه‬ ‫دو‬ ‫بین‬ ‫خطی‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫شده‬ ‫محاسبه‬
‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫گیرد‬u‫دهمد‬ ‫ممی‬ ‫نشان‬ ‫را‬ ،‫کند‬ ‫می‬ ‫تغییر‬ ‫منفی‬ ‫به‬ ‫مثبت‬ ‫از‬.
‫شود‬ ‫می‬ ‫مشاهده‬ ‫زیر‬ ‫موارد‬:
•‫شده‬ ‫مشخص‬ ‫رس‬ ‫خاک‬ ‫یک‬ ‫در‬(‫همان‬ ‫با‬Cu)‫از‬ ‫شممع‬ ‫قطمر‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ،4.0
‫به‬7.5 m‫و‬ ،‫یابد‬ ‫می‬ ‫افزایش‬ ‫ا‬ ،
•‫کاهش‬ ‫با‬ ،‫شده‬ ‫مشخص‬ ‫شمع‬ ‫قطر‬ ‫یک‬ ‫در‬Cu،h‫یابد‬ ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫نیز‬.
‫آنجاییکه‬ ‫از‬Ф‫به‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫یک‬ ‫برای‬ ‫مجاز‬25o‫تعیمین‬ ،‫شمود‬ ‫ممی‬ ‫محدود‬
‫عرضی‬ ‫ظرفیت‬Hserv،‫شمود‬ ‫ممی‬ ‫حفمظ‬ ‫بمادی‬ ‫تموربین‬ ‫تعمیرپذیری‬ ‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬
‫است‬ ‫ضروری‬.
‫جدول‬8.‫مبنا‬ ‫نقطه‬ ‫مکان‬
17

19. ‫استفاده‬‫از‬u‫و‬h،‫و‬‫چشم‬‫پوشی‬‫از‬‫خطاهای‬‫کوچکی‬‫که‬
‫در‬‫تقریب‬‫زدن‬‫ویژگی‬‫های‬‫منحرف‬‫کننده‬‫رخ‬‫می‬‫د‬‫هد‬‫و‬
‫باعث‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫شمع‬‫به‬‫جای‬،‫منحنی‬‫مستقیم‬،‫شود‬
‫زاویه‬‫چرخش‬‫شمع‬Ф‫را‬‫محاسبه‬‫می‬‫کند‬(‫جدول‬9).‫این‬
‫امر‬‫نشان‬‫می‬‫دهد‬‫که‬‫در‬‫بارهای‬‫عرضی‬،‫کاربردی‬Ф‫از‬
0.25o‫تجاوز‬‫می‬،‫کند‬‫این‬‫بدان‬‫معناست‬‫که‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬
‫الزامات‬‫طراحی‬‫تعمیرپذیری‬‫خود‬‫را‬‫نقض‬‫می‬‫کنند‬.
‫جدول‬9.‫گل‬ ‫در‬ ‫شمع‬ ‫چرخش‬
‫جدول‬10.‫عرضی‬ ‫ظرفیت‬Hserv‫برای‬Ф<0.25o
18

20. ‫ظرفیت‬‫محوری‬‫تک‬‫شمع‬
‫شمع‬ ‫تک‬ ‫محوری‬ ‫ظرفیت‬Qd‫روش‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬API‫محاسبه‬
‫معادله‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬(6)‫است‬ ‫درآمده‬ ‫نمایش‬ ‫به‬.
Qd = Qf + Qp = fAs + qAp
‫واحد‬ ‫سطحی‬ ‫اصطکاک‬ ‫ظرفیت‬f‫فواصل‬ ‫در‬ ،1.0 m‫تک‬ ‫امتداد‬ ‫در‬
‫معادله‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫شمع‬(7)‫شود‬ ‫می‬ ‫محاسبه‬.
f = α Cu
‫اینجا‬ ‫در‬ ‫که‬α‫و‬ ،‫بعد‬ ‫بدون‬ ‫فاکتور‬Cu‫زهکشی‬ ‫برشی‬ ‫مقاومت‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫شمع‬ ‫امتداد‬ ‫در‬ ‫الزم‬ ‫نقطه‬ ‫در‬ ‫رس‬ ‫خاک‬ ‫نشده‬.α‫با‬
‫های‬ ‫فرمول‬ ‫از‬ ‫استفاده‬)(‫یا‬)(‫و‬ ‫محاسبه‬≥1.0‫است‬.
19
(6)
(7)
(8)
(9)

21. ‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫روش‬‫هاپیربولیک‬‫فوق‬،‫الذکر‬Hult‫برای‬
4‫تک‬‫شمع‬‫در‬3‫نوع‬‫خاک‬‫رس‬‫با‬‫محوری‬‫کاربردی‬‫بیشینه‬
(‫ظرفیت‬‫محوری‬)‫تخمین‬‫زده‬‫شده‬‫بود‬.‫همانگونه‬‫که‬‫در‬
‫جدول‬13‫نشان‬‫داده‬‫می‬،‫شود‬‫زمانی‬‫که‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫در‬
‫معرض‬‫بارهای‬‫محوری‬‫که‬‫با‬‫مقایسه‬‫مقادیر‬Hult‫در‬‫جدول‬
6‫به‬‫ظرفیت‬‫محوری‬‫تک‬‫شمع‬‫نزدیک‬‫می‬،‫شوند‬‫کاهش‬‫ناچیزی‬
(0.06-13.1%)‫در‬Hult‫مشاهده‬‫می‬‫شود‬. ‫جدول‬13.‫عرضی‬ ‫نهایی‬ ‫ظرفیت‬Hult‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫بیشینه‬ ‫در‬
%(‫است‬ ‫شده‬ ‫قید‬ ‫پرانتزها‬ ‫در‬ ‫کاهش‬)
‫جدول‬11.‫محاسب‬ ‫محوری‬ ‫های‬ ‫ظرفیت‬ ‫جدول‬12.‫محوری‬ ‫شمع‬ ‫عددی‬ ‫های‬ ‫ظرفیت‬
20

22. ‫باوجودیکه‬‫تغییر‬‫در‬‫بارهای‬‫محوری‬‫در‬‫محدوده‬‫ای‬‫که‬‫تک‬
‫شمع‬‫ها‬‫درمعرض‬‫وزن‬‫توربین‬‫های‬‫بادی‬‫ساحلی‬‫اند‬‫تاثیر‬
‫چندانی‬‫بر‬‫رفتار‬‫تغییرشکل‬‫باری‬‫تک‬‫شمع‬،‫ندارد‬‫در‬‫هر‬
‫صورت‬‫فرکانس‬‫طبیعی‬‫سیستم‬‫برج‬‫شمع‬‫را‬‫تغییر‬‫می‬‫دهد‬‫و‬
‫باعث‬‫می‬‫شود‬‫با‬‫یکی‬‫از‬‫فرکانس‬‫های‬‫محرک‬‫اصلی‬‫مصادف‬
‫شود‬(،‫باد‬،‫موج‬،‫پروانه‬‫یا‬‫فرکانس‬‫های‬‫عبور‬‫تیغ‬)‫که‬
‫منجر‬‫به‬‫مقاومت‬‫و‬‫آسیب‬‫متعاقب‬‫توربین‬‫های‬‫بادی‬‫ساحلی‬
‫می‬‫شود‬.
‫شکل‬8.‫رس‬ ‫خاک‬ ‫فروریزی‬50
kPa‫تک‬ ‫محوری‬ ‫ظرفیت‬ ‫در‬
‫قطر‬ ‫با‬ ‫شمعی‬4.0 m
‫شکل‬9.‫رس‬ ‫خاک‬ ‫فروریزی‬100
kPa‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫محوری‬ ‫ظرفیت‬ ‫در‬
‫قطر‬ ‫با‬6.0 m
21

23. ‫عرضی‬ ‫شمع‬ ‫تک‬ ‫واکنش‬ ‫بر‬ ‫محوری‬ ‫بار‬ ‫تاثیر‬
‫از‬‫چهار‬‫تک‬‫شمع‬‫آنالیز‬،‫شده‬‫دریافتیم‬‫که‬‫صرف‬‫نظر‬‫از‬‫مقاومت‬‫و‬
‫استحکام‬‫خاک‬،‫رس‬‫افزایش‬‫در‬‫بار‬‫محوری‬‫منجر‬‫به‬‫تغییر‬‫چندانی‬‫در‬
u‫یا‬Hult‫نمی‬‫شود‬‫مگر‬‫اینکه‬‫بارهای‬‫محوری‬‫زیادی‬‫به‬‫ظرفیت‬‫های‬
‫محوری‬‫اعمال‬‫شود‬.‫در‬‫چنین‬‫بارهای‬‫محوری‬،‫زیادی‬‫که‬‫خارج‬‫از‬
‫محدوده‬‫تک‬‫شمع‬‫هایی‬‫است‬‫که‬‫در‬‫معرض‬،‫آنند‬‫افزایش‬u‫و‬‫کاهش‬
‫مربوطه‬‫در‬Hult‫مشاهده‬‫شد‬.‫این‬‫امر‬‫در‬‫تک‬‫شمع‬‫هایی‬‫با‬Cu‫برابر‬
‫با‬50 kPa‫نیز‬‫مشهود‬‫است‬.‫این‬‫تفاوت‬‫ها‬‫با‬‫افزایش‬‫قطر‬‫شمع‬‫از‬4.0
‫به‬7.5 m‫بیشتر‬‫است‬.
‫این‬‫یافته‬‫ها‬‫با‬u‫در‬‫برابر‬‫ویژگی‬‫های‬‫عمق‬‫تعبیه‬‫شده‬‫در‬
‫شکل‬‫های‬10،11،12،‫و‬13‫و‬‫منحنی‬‫های‬‫جابجایی‬(H)‫بار‬‫عرضی‬
(um)‫در‬‫شکل‬‫های‬14،15،16،‫و‬17‫به‬‫نمایش‬‫درآمده‬‫است‬.
22

24. ‫شکل‬10.u‫های‬ ‫ویژگی‬ ‫برابر‬ ‫در‬
‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫عمق‬
‫قطر‬ ‫با‬4.0 m‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫متفاوت‬
‫شکل‬11.u‫های‬ ‫ویژگی‬ ‫برابر‬ ‫در‬
‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫عمق‬
‫قطر‬ ‫با‬5.0 m‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫متفاوت‬ 23

25. ‫شکل‬12.u‫های‬ ‫ویژگی‬ ‫برابر‬ ‫در‬
‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫عمق‬
‫قطر‬ ‫با‬6.0 m‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫متفاوت‬
‫شکل‬13.u‫های‬ ‫ویژگی‬ ‫برابر‬ ‫در‬
‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫عمق‬
‫قطر‬ ‫با‬7.5 m‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫متفاوت‬ 24

26. ‫شکل‬14.‫جابجایی‬ ‫های‬ ‫منحنی‬(H)‫بار‬
‫عرضی‬(um)‫با‬ ‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫برای‬
‫قطر‬4.0 m‫متفاوت‬ ‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫شکل‬15.‫جابجایی‬ ‫های‬ ‫منحنی‬(H)‫بار‬
‫عرضی‬(um)‫با‬ ‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫برای‬
‫قطر‬5.0 m‫متفاوت‬ ‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
25

27. ‫شکل‬14.‫جابجایی‬ ‫های‬ ‫منحنی‬(H)
‫عرضی‬ ‫بار‬(um)‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫برای‬
‫قطر‬ ‫با‬6.0 m‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫متفاوت‬
‫شکل‬14.‫جابجایی‬ ‫های‬ ‫منحنی‬(H)
‫عرضی‬ ‫بار‬(um)‫شمعی‬ ‫تک‬ ‫برای‬ ‫برای‬
‫قطر‬ ‫با‬7.5 m‫محوری‬ ‫بارهای‬ ‫تحت‬
‫متفاوت‬ 26

28. ‫نتیجه‬‫گیری‬
‫به‬‫منظور‬‫بررسی‬‫واکنش‬‫عرضی‬‫و‬‫محوری‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫برای‬‫توربین‬
‫های‬‫بادی‬‫ساحلی‬‫از‬‫آنالیز‬‫جزء‬‫محدود‬‫سه‬‫بعدی‬‫استفاده‬‫شد‬.
‫آنالیزها‬‫برای‬4‫تک‬‫شمع‬‫با‬‫قطرهای‬4.0،5.0،6.0،‫و‬7.5 m‫که‬
35‫متر‬‫درون‬‫خاک‬‫های‬‫رس‬‫ساحلی‬‫ایزوتروپیک‬‫همگن‬‫با‬‫مقاومت‬
‫برشی‬‫زهکشی‬‫نشده‬50،75،‫و‬100 kPa‫تعبیه‬‫شده‬‫بود‬.‫ترکیبی‬‫از‬
‫بارهای‬‫محوری‬‫و‬‫عرضی‬‫برای‬‫نمایش‬‫وزن‬‫توربین‬‫و‬‫بارهای‬‫باد‬‫و‬
‫موج‬‫شدید‬‫بکارگرفته‬‫شد‬.
‫برای‬‫این‬‫پژوهش‬‫عددی‬‫بهترین‬،‫روش‬‫روش‬‫هاپیربولیک‬‫محسوب‬
‫می‬‫شود‬.‫از‬‫این‬‫روش‬‫برای‬‫محاسبه‬‫ظرفیت‬‫نهایی‬‫عرضی‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬
‫استفاده‬‫شده‬‫بود‬.‫جابجایی‬‫عرضی‬‫شمع‬‫در‬‫برابر‬‫ویژگی‬‫ها‬‫ثابت‬
‫کرد‬‫که‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫از‬‫طریق‬‫چرخش‬‫حول‬‫یک‬‫نقطه‬‫با‬‫پای‬‫یک‬‫تک‬‫شمع‬
‫با‬‫توسعه‬"‫ضربه‬‫پاشنه‬"‫تحت‬‫تاثیر‬‫جابجایی‬‫منفی‬‫قرار‬‫می‬،‫گیرد‬
‫به‬‫طور‬‫اساسی‬‫تغییرشکل‬‫می‬‫دهند‬.‫با‬‫اعمال‬‫معیار‬‫طراحی‬
‫تعمیرپذیری‬‫که‬‫باعث‬‫می‬‫شود‬‫چرخش‬‫تک‬‫شمع‬‫ها‬‫در‬‫گل‬‫به‬25o‫محدود‬
،‫شود‬‫دریافتیم‬‫که‬‫ظرفیت‬‫های‬‫بار‬‫عرضی‬‫می‬‫بایست‬53.5-83.4%‫کمتر‬
‫از‬‫ظرفیت‬‫های‬‫عرضی‬‫نهایی‬‫مربوطه‬‫باشد‬.
27

29. ‫یک‬‫پژوهش‬‫پارامتری‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫بار‬‫محوری‬‫اعمال‬‫شده‬،‫متغیر‬
‫و‬‫سایر‬‫بارها‬‫و‬‫پارامترها‬‫ثابت‬‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬،‫شده‬‫حاکی‬‫از‬
‫آن‬‫است‬‫که‬‫در‬‫محدوده‬‫بارهای‬‫محوری‬‫که‬‫یک‬‫تک‬‫شمع‬‫در‬‫معرض‬
‫تشکیل‬‫وزن‬‫توربین‬‫باد‬‫ساحلی‬،‫است‬‫تاثیر‬‫چندانی‬‫بر‬‫ظرفیت‬
‫نهایی‬‫عرضی‬‫یا‬‫جابجایی‬‫های‬‫عرضی‬‫وجود‬‫ندارد‬.‫با‬‫این‬،‫وجود‬
‫بارهای‬‫محوری‬‫بیشتر‬‫که‬‫در‬‫مجاورت‬‫ظرفیت‬‫های‬‫محوری‬،‫اند‬
‫منجر‬‫به‬‫افزایشی‬‫در‬‫جابجایی‬‫های‬‫عرضی‬‫و‬‫کاهشی‬‫در‬‫ظرفیت‬
‫های‬‫عرضی‬‫نهایی‬‫می‬‫شود‬.‫با‬‫این‬،‫حال‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫حساسیت‬
‫دینامیک‬‫توربین‬‫های‬‫بادی‬،‫ساحلی‬‫هر‬‫گونه‬‫تغییری‬‫در‬‫بارهای‬
‫محوری‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫وزن‬‫توربین‬‫می‬‫تواند‬‫بر‬‫فرکانس‬‫طبیعی‬‫تک‬
‫شمع‬‫برجی‬‫تاثیر‬‫بگذارد‬‫و‬‫این‬‫جنبه‬‫نیاز‬‫به‬‫تحقیقات‬‫بیشتری‬
‫دارد‬.
28