Ορθολογιστικός σχεδιασμός δακτυλικού συνδέσμου θαλάσσιας ανεμογεννήτριας σταθερού πυθμένα
Creators: name: Μάσα, Βασιλική Πασχάλη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: θαλάσσιες ανεμογεννήτριες
δακτυλικός σύνδεσμος
ανάλυση κόστους
offshore wind turbine
grouted connection
cost analysis

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιείται ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία δύο τύπων μοντέλων που προσομοιώνουν την δακτυλική σύνδεση με ενέματα μονοπάσσαλης θεμελίωσης θαλάσσιας ανεμογεννήτριας σταθερού πυθμένα. Στόχος της εργασίας είναι η δημιουργία νέων μοντέλων με σκοπό την εύρεση λύσεων και την υποβολή προτάσεων βελτίωσης της τρέχουσας πρακτικής συνδέσεων με χρήση ενεμάτων. Αρχικά πραγματοποιείται μια εισαγωγή στις ανεμογεννήτριες και τα είδη θεμελίωσης που χρησιμοποιούνται. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά των ενεμάτων που χρησιμοποιούνται ως μέσο σύνδεσης μεταξύ του πυλώνα και του τμήματος μετάβασης. Επίσης παρουσιάζονται και οι ιδιότητες των ελαστομερών, των υλικών δηλαδή που προτείνονται στα πλαίσια της διπλωματικής αυτής ως λύση για την σύνδεση. Έπειτα πραγματοποιείται η ανάλυση των δύο τύπων μοντέλων με πεπερασμένα στοιχεία. Τα μοντέλα αυτά συγκρίνονται και ελέγχονται ως προς την ορθότητά τους και στην συνέχεια χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των προτάσεων. Οι προτάσεις αυτές είναι: χρήση ενέματος με εφαρμογή ελαστομερούς υλικού στις κρίσιμες ζώνες και χρήση ελαστομερούς υλικού στο σύνολο της σύνδεσης. Οι προτάσεις ελέγχονται ως προς την αντοχή των υλικών τους. Ακολούθως παρουσιάζονται οι υπάρχουσες κατασκευαστικές μέθοδοι μιας μονοπάσσαλης θεμελίωσης αλλά προτείνονται και νέες με εφαρμογή είτε χυτού ελαστομερούς είτε φύλλων ελαστομερούς. Τέλος πραγματοποιείται οικονομική ανάλυση τόσο της σύνδεσης με ενέματα όσο και των λύσεων που προτάθηκαν. Συμπερασματικά η χρήση ελαστομερούς υλικού στην δακτυλική σύνδεση κρίνεται εφικτή και ειδικά η χρήση χυτού ελαστομερούς στο σύνολο της σύνδεσης ως η πλέον εφικτή και συμφέρουσα.
description: In the present dissertation, a finite element analysis of two model types that simulate the grouted connection of a monopile foundation of an offshore wind turbine of fixed bottom is performed. The aim of the project is the generation of new models in order to find solutions and to present proposals for improvement of the current grouted connection practices. In the beginning, an introduction is presented on the wind turbines and the types of foundation used. Subsequently the properties and the characteristics of the grout are given that are used as means of connection between the pile and the transition piece. Furthermore, the properties of the elastomer, i.e. the material that is proposed as a solution for the connection, are presented. Then, analysis is performed for the two finite element models. The models are validated by comparing the two model types and then are used for the analysis of the proposed solutions. These solutions are: combined use of grout and elastomers at the critical zones and use of elastomer throughout the connection. The strength of the materials of these solutions are examined. Then, the existing construction methods of a monopile foundation are discussed along with the proposed ones. The proposed ones include these of cast elastomer and of pieces of elastomer. Finally, a cost analysis is performed. The grouted connection is examined as well as the proposed solutions. In conclusion, the use of elastomer material at the connection is feasible and the proposed connection of cast elastomer is the most feasible and economical.