التفاصيل البيبلوغرافية
| العنوان: |
Avaliação da vulnerabilidade sísmica de uma turbina eólica offshore fundada por uma mono-estaca na costa portuguesa |
| المؤلفون: |
Sousa, Diogo Alexandre Paraíso Bernardes |
| المساهمون: |
Ferreira, José, RUN |
| سنة النشر: |
2023 |
| مصطلحات موضوعية: |
Turbina Eólica, Vulnerabilidade Sísmica, Análise Dinâmica Incremental, Curvas de Fragilidade, Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil |
| الوصف: |
A humanidade procura, cada vez mais, formas de produzir energia limpa de maneira a melhorar a qualidade de vida a longo prazo e a promover a sustentabilidade. Atualmente, a maior parte das turbinas eólicas offshore encontram-se fundadas em locais onde o risco sísmico é baixo. No entanto, numa perspetiva de aumentar a produção de energia renovável será necessário implementar turbinas eólicas em zonas de maior sismicidade. Nesse sentido, a presente dissertação tem como objetivo estudar a vulnerabilidade sísmica, através de análises dinâmicas incrementais, de uma turbina eólica offshore que utiliza como fundação fixa, a mono-estaca. São consideradas as ações ambientais vento e ondulação e ainda as características do solo de fundação, onde a mesma se encontra fundada. Neste trabalho admitiu-se a possibilidade de fundação por areia média sem cascalho e de fundação por areia média com cascalho. Para o estudo numérico recorreu-se ao programa de cálculo automático SAP2000, efetuando-se em primeiro lugar a modelação da turbina eólica em elementos finitos de barra, a modelação do solo em elementos finitos sólidos e a modelação das zonas de contacto entre o solo e a mono-estaca. Posteriormente, foram realizadas as análises dinâmicas incrementais não lineares, utilizando 14 acelerogramas reais e distintos, escalados para respeitar o espectro de resposta regulamentar definido no Eurocódigo 8. De maneira a entender o comportamento da estrutura em todas as suas fases, desde a fase elástica até ao colapso, foram definidos diferentes níveis de aceleração máxima do solo (PGA) entre 0,2g e 2g, com um passo de incremento de 0,2g. Subsequentemente, foram propostos quatro estados de dano para a estrutura e elaboradas as respetivas curvas de fragilidade. Através das várias análises sísmicas realizadas concluiu-se que para um PGA de projeto, a turbina eólica tem 90% de probabilidade de sofrer danos ligeiros no caso das areias médias sem cascalho e de 30% no caso das areias médias com cascalho. Na circunstância de danos moderados e severos existe, respetivamente, 6% e 0% para areia média sem cascalho e 13% e 8% para a areia média com cascalho. O colapso não se verificou para um PGA de projeto em nenhuma das situações estudadas. |
| Description (Translated): |
Humanity is increasingly looking for ways to produce clean energy to improve long-term quality of life and promote sustainability. Currently, most offshore wind turbines are located in areas with low seismic risk. However, aiming at increasing renewable energy production, it will be necessary to implement wind turbines in areas of higher seismicity. In this context, the present dissertation aims to study the seismic vulnerability of an offshore wind turbine that uses a fixed foundation, the mono-pile, through incremental dynamic analysis. Environmental actions such as wind and waves, as well as the soil where the turbine is founded, composed of either medium sand without gravel or medium sand with gravel, are taken into account. For the numerical study, the SAP2000 automatic calculation program was used. First, the wind turbine was modeled using bar finite elements, the soil was modeled using solid finite elements, and the contact zones between the soil and the mono-pile were modeled. Subsequently, incremental nonlinear dynamic analyses were carried out using 14 different real accelerograms, scaled to respect the regulatory response spectrum defined in Eurocode 8. In order to understand the behavior of the structure in all its phases, from the elastic phase to collapse, different levels of peak ground acceleration (PGA) were defined between 0.2g and 2g, with an increment step of 0.2g. Four damage states for the structure were proposed, and fragility curves were developed. Through the various seismic analyses carried out, it was concluded that for the design PGA, the wind turbine has 90% probability of suffering minor damage in the case of medium sand without gravel and 30% probability in the case of medium sand with gravel. In the case of moderate and severe damage, there are, respectively, 6% and 0% for medium sand without gravel and 13% and 8% for medium sand with gravel. Collapse was not observed in any of the studied situations. |
| وصف الملف: |
application/pdf |
| اللغة: |
Portuguese |
| الاتاحة: |
http://hdl.handle.net/10362/160359 |
| Rights: |
open access |
| رقم الانضمام: |
rcaap.com.unl.run.unl.pt.10362.160359 |
| قاعدة البيانات: |
RCAAP |