Đánh giá ảnh hưởng của hình dạng mũi tàu tới ứng xử đâm va và độ bền tới hạn của chân đế tuabin gió ngoài khơi kiểu cố định dạng monopile

Tóm tắt

Sự gia tăng hoạt động của tàu dịch vụ trong các khu vực điện gió ngoài khơi làm gia tăng nguy cơ đâm va với chân đế tuabin gió, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn khai thác và khả năng chịu lực còn lại của kết cấu. Bài báo này nghiên cứu ảnh hưởng của hình dạng mũi tàu tới ứng xử đâm va và độ bền uốn tới hạn còn lại của chân đế tuabin gió ngoài khơi kiểu cố định dạng monopile thông qua mô phỏng số phi tuyến bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Ba dạng hình học mũi tàu phổ biến được sử dụng bao gồm mũi quả lê, mũi chữ V và mũi hình chữ nhật được xem xét trong cùng điều kiện va chạm. Kết quả cho thấy hình dạng mũi tàu có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ hư hỏng cục bộ và khả năng chịu lực sau va chạm của kết cấu; trong đó mũi tàu dạng quả lê gây biến dạng đâm va lớn nhất và làm suy giảm độ bền uốn tới hạn lên tới khoảng 31,2%, trong khi mũi dạng chữ V và hình chữ nhật làm giảm độ bền tương ứng khoảng 27,4% và 21,2% so với kết cấu chân đế nguyên vẹn. Các kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ cơ chế ảnh hưởng của hình học va chạm đến độ bền còn lại của chân đế monopile, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho công tác đánh giá an toàn, kiểm định sau va chạm và đề xuất giải pháp thiết kế, khai thác bền vững các công trình tuabin gió ngoài khơi.