تأثير ميراگر ويسكوز در كنترل ارتعاشات برج مشبك تمام قد تحت نيروهاي موج و باد در حوزه ي زمان

پيشينه و اهداف: با گسترش مزارع باد فراساحلي در جهان و توربين­‌هاي بادي فراساحلي به منظور توليد انرژي برق، توجه به سازه‌ هاي نگهدارنده ‌ي توربين هاي بادي و همچنين بهبود بهره‌ وري آنها  با در نظر گرفتن شرايط نامنظم و تصادفي مناطق فراساحلي اهميت ويژه اي دارد. در اين مطالعه كارايي ميراگر ويسكوز كه به عنوان يكي از روش هاي كنترلي غيرفعال دركنترل ارتعاشات سازه ‌هاي موجود و همچنين سكوهاي دريايي شناخته شده است، در بهبود پاسخ يك برج مشبك تمام قد توربين بادي دريايي با استفاده از تحليل در حوزه‌ ي زمان بررسي مي‌شود. بدين‌منظور از چندين جانمايي ميراگر به صورت قطري و در امتداد پايه ‌هاي سكو، به منظور تعيين بيشترين كارايي آن استفاده شده است.روش‌ها‌: سازه ي مورد بررسي كه سكوي يك توربين بادي 5 MW در درياي شمال است، با استفاده از نرم ‌افزارهاي Fast، Abaqus و Sap2000 مدل سازي شده و همچنين از مدل Simulink براي حل معادلات حركت و تعيين پاسخ سازه‌ي برج مشبك كه به صورت يك مدل برشي در نظر گرفته شد استفاد شده است، پاسخ هاي سازه با استفاده از آناليزهاي در حوزه زمان و تحت تحريكات توأم موج و باد محاسبه شدند. به‌منظور اعمال نيروهاي ناشي از باد و موج به ترتيب از طيف Kaimal و Pierson- moskowitz  استفاده شده است، نيروهاي هيدروديناميكي ناشي از موج بر اساس تئوري موج خطي ايري و نيروهاي آيروديناميكي ناشي از باد براساس تئوري حركت عنصر تيغه محاسبه شدند.يافته‌ها: براساس پاسخ ‌هاي سازه در شرايط مختلف دريايي و با در نظرگرفتن حالتي از دريا با ارتفاع موج مشخصه 1/99354 متر و سرعت باد 12 متر بر ثانيه كه منجر به بيشترين ارتعاشات در سازه موردنظر شده است، نتايج به دست آمده از پاسخ سازه‌ هاي مجهز به ميراگر ويسكوز نشان مي ‌دهد كه در صورتي كه المان ‌هاي فرعي قطري در ترازهاي مشخصي از سازه حذف شدند و ميراگر ويسكوز به صورت قطري جايگزين آنها شده است. ارتعاشات سازه كاهش قابل توجهي نداشته است و جابجايي نسبي ترازهايي از سازه كه ميراگر ويسكوز در آنجا قرار گرفته شده در مقايسه با سازه ‌ي بدون ميراگر افزايش يافته است، به صورتي كه جذر ميانگين مربعات جابجايي تراز قرار گيري ناسل توربين بادي در يكي از مدل‌هاي سازه مجهز به ميراگر در مقايسه با سازه بدون ميراگر تا 19% افزايش يافته است، در حالي كه نتايج به‌دست آمده نشان مي‌دهد با در نظر گرفتن ميراگرهاي ويسكوز  به صورت قائم و در امتداد پايه ‌هاي سكوي توربين بادي، جابجايي تراز قرار گيري ناسل توربين بادي كاهش قابل توجهي در مقايسه با مدل بدون ميراگر داشته است. نتيجه‌گيري: با توجه به هندسه و رفتار طره‌ اي سازه ‌ي برج مشبك تمام قد كه جابجايي نسبي طبقات در آن ناشي از دوران سازه است، با جانمايي ميراگرهاي ويسكوز به صورت قطري كه با كاهش سختي سازه­‌ي سكو به دليل حذف المان ‌هاي فرعي قطري همراه است ميراگرها در استهلاك انرژي عملكرد مطلوبي نداشتند در صورتي كه با جانمايي ميراگر در راستاي پايه‌ هاي سازه تأثير بيشتري در استهلاك انرژي و كنترل ارتعاشات اين سازه مشاهده شد. بكارگيري انواع مختلفي از سيستم هاي كنترل ارتعاشات در بهبود پاسخ سازه ي برج مشبك تمام قد كه سازه ي نگهدارنده ي توربين بادي است مي‌ تواند مورد پژوهش هاي آتي قرار گيرد.