AÇIK DENİZ RÜZGAR ENERJİSİ TÜRBİNLERİ TEKİL KAZIK TEMELLERİNİN ÇEVRESİNDEKİ BOŞLUK SUYU BASINCI GELİŞİMİ

Yıl 2014, Cilt: 29 Sayı: 2, 0 - , 16.06.2014

H. Ercan Taşan Stavros A. Savidis Cihan Akdağ

https://doi.org/10.17341/gummfd.77259

Cited By: 1

Öz

Açık deniz rüzgar türbin tasarımında yaygın olarak kullanılan geniş çaplı tekil kazıklar ağır rüzgar ve dalga yüküne maruz kalırlar. Söz konusu temel sistemlerinin davranışının incelenmesine ve güvenlikli tasarım yöntemlerinin geliştirilmesine ihtiyaç bulunmaktadır. Bu amaçla, geniş çaplı tekil kazık ile tasarlanan türbin temel sisteminin davranışı sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Zemin elemanları için iki fazlı ve üç boyutlu u20p8 olarak isimlendirilen sonlu elemanlar geliştirilmiştir. Böylelikle, nümerik analizler boyunca çalışma kapsamında odaklanılmış olan, kazığın çevresindeki zeminde boşluk suyu basıncı gelişiminin elde edilmesi mümkün olabilmiştir. Zemin hipoplastik malzeme modeli ile modellenmiştir. Analiz sonuçları, açık deniz yük koşullarında kazık çevresinde önemli derecede aşırı boşluk suyu basıncı gelişiminin kazık başı deplasmanlarını oldukça etkilediğini göstermiştir. Literatürde yer alan mevcut yöntemlerin geniş çaplı kazığın deplasman tahmininde yetersiz kaldığı bulgulanmıştır. Sonrasında, kazık çapı-zemin geçirimliliğine dayanan parametrik analizler yapılmıştır. Analizler sonucu aşırı boşluk suyu basıncı birikim potansiyeline bağlı, temel tasarımında kullanılabilecek, karşılıklı etkileşim diyagramı sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Açık deniz rüzgar enerjisi türbinleri, tekil kazık temel, tekrarlı yük, hipoplastik malzeme modeli, iki fazlı model, nümerik analiz, aşırı boşluk suyu basıncı

Kaynakça

• Taşan H.E., Akdağ C. T, Savidis S., "Offshore-Rüzgar Enerjisi Temel Sistemleri-Tekil Kazık Temel Sisteminin Tekrarlı Yatay Yükler Altındaki Davranışı-", Zemin Mekaniği Temel Mühendisliği 13. Ulusal Kongresi, İstanbul Kültür Üniversitesi, İstanbul, 30 Eylül-1 Ekim 2010.
• API-American Petroleum Institute, Recommended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms-Working Stress Design. American Petroleum Institute, Washington, D.C., A.B.D., 2000
• GL-Germanischer Lloyd, Rules and Guidelines, IV – Industrial Services, Part 2 – Guideline for the Certification of Offshore Wind Turbines, Germanischer Lloyd, Hamburg, Germany, 2005.
• DNV-Det Norske Veritas, Offshore standard DNV–OS–J101, Design for Offshore Wind Turbine Structures, Det Norske Veritas, Norway, 2007.
• Cox, W. R., Reese, L. C., Grubbs B. R., “Field Testing of Laterally Loaded Piles in Sand” Proceedings of the Sixth Offshore Technology Conference, OTC 2079, Houston, 459-472.1974.
• Reese L. C., Cox W. R., Koop F. D., “Analysis of Laterally Loaded Piles in Sand.”, Proceedings of the Sixth Offshore Technology Conference, OTC 2080, Houston, 2, 473–483. 1974.
• Long, J. H. ve Vanneste, G., “Effects of cyclic lateral loads on piles in sand”, Journal of Geotechnical Engineering, 120, 1, 225-244, 1994.
• Bauer, E., “Calibration of Comprehensive Hypoplastic Model of Granular Materials” Soils and Foundations, 36, 1, 13-26, 1996.
• Gudehus, G. “A Comprehensive Constitutive Equation for Granular Materials”, Soils and Foundations, 36, 1, 1-12, 1996.
• Kolymbas, D., Eine konstitutive Theorie für Böden und andere körnige Stoffe, Veröffentlichung des Institutes für Bodenmechanik und Felsmechanik der Universität Fridericana in Karlsruhe, Deutschland, 1988.
• Herle, I., Hypoplastizität und Granulometrie einfacher Korngerüste, Veröffentlichung des Institutes für Bodenmechanik und Felsmechanik der Universität Fridericana in Karlsruhe, Deutschland, 1997.
• von Wolffersdorff, P.-.A., “Hypoplastic Relation for Granular Materials with a Predefined Limit State Surface”, Mechanics of Cohesive-Frictional Materials, 1, 3, 251-271, 1996.
• Niemunis, A. ve Herle, I., “Hypoplastic Model for Cohesionless Soils with Elastic Strain Range”, Mechanics of Cohesion-Fractional Materials, 2, 4, 279-299, 1997.
• Zienkiewicz, O. C.,“The patch test for mixed formulations”, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 23, 10, 1873-1883, 1986.
• Potts, D. M. ve Zdravković, L., Finite Element Analysis in Geotechnical Engineering, Theory, Thomas Telford,London, United Kingdom, 1999.
• Taşan, H. E., Rackwitz F. ve Savidis.S, “Behaviour of Cyclic Laterally Loaded Large Diameter Monopiles in Saturated Sand”, 7th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering, NUMGE, Trondheim, Norway,889-894, 2-4 Haziran 2010.
• Booker, J.R., “The Consolidation of a Finite Layer Subject to Surface Loading”, International Journal of Soils and Structures, 10, 7, 1053-1065, 1974.