بررسي اعتبار تئوري موج نو در تعيين پايداري توربين هاي بادي فراساحل

Validation of New Wave Theory in Determining Stability of Offshore Wind Turbines

امروزه از تئوري موج نو براي تخمين نيروي امواج بر سازه هاي دريايي از جمله پايه توربين هاي بادي فراساحل استفاده مي شود. اين در حالي است كه به جز در موارد معدود، اعتبار اين تئوري در تعيين نيروي امواج هنوز به طور كامل تاييد نشده است. لذا بررسي اعتبار و دقت نتايج تئوري موج نو براي تعيين پارامترهاي پايداري سازه هاي متنوع دريايي شامل برش پايه و لنگر واژگوني ضروري است. در اين مقاله نتايج حاصل از توليد موج به روش تئوري موج نو در تعيين پروفيل سطح آب، سينماتيك موج و پاسخ هاي سازه اي شامل جابجايي حداكثر، برش پايه و لنگر واژگوني مونوپايل توربين بادي در مقايسه با داده هاي آزمايشگاهي و نتايج شبيه سازي حاصل از اعمال سري زماني به روش تئوري تصادفي خطي مورد اعتبارسنجي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه تئوري موج نو با كاهش قابل ملاحظه زمان محاسبات تحليل سازه مي تواند با دقت كافي جايگزيني مناسب براي شبيه سازي چند ساعته امواج تصادفي باشد. مقايسه نتايج با امواج منظم استوكس مرتبه 5 همچنين نشان مي دهد كه نتايج تئوري موج نو بسيار قابل اعتمادتر نسبت به امواج منظم براي تعيين سينماتيك موج و بارگذاري ديناميكي موج بر پايه توربين هاي بادي است.

The New Wave theory has recently applied for predicting wave forces on marine structures including offshore wind turbines. However, the validation of the theory in determining wave force has not been fully confirmed. Therefore, evaluation of the validity and accuracy of the results of New Wave theory to determining the stability parameters of various marine structures including base shear and the overturning moment is necessary. In the present article the results of wave generation by New Wave theory in determining water surface profiles, wave kinematics and offshore wind turbine monopile pier responses to the wave, including base shear, overturning moment and maximum displacement are compared to the experimental data and results from linear irregular wave time series generated from the wave spectrum. The results show that the New wave theory with a very short time of structural analysis calculations can be the reliable substitute for prediction of wave forces on offshore wind turbines in comparison to real irregular time series. The comparison of the results with the conventional 5th Stokes regular waves shows that the new wave theory is significantly more accurate in predicting wave kinematics and wave loads on offshore wind turbine monopiles.