Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2008 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11623 |
Resumo: | The increasing demand for electricity required by individual and industrial consumers brings back the issues related to the exhaustion of the exiting fossil energy sources and leads to the evident needs for investments in research topics that focus on improving, developing available renew able energy sources or even creating some novel energy renewable alternatives.One of the alternatives to deal with this problem is the utilization of the wind power. The transformation of the wind forces into electrical energy is made by wind turbines supporter by steel towers.The present dissertation investigates and analysed a typical wind tower created to support a Repower MM92 wind turbine aiming to better understand its structural response. Initially a suggestion for a w ind tower structural design based on the Eurocode 3 recommendations is presented and discussed. The developed numerical model was conceived based on finite element simulation performed with the aid of the Ansys Program. The numerical model is capable of accurately reproduce the wind tower structural response when subjected to the load action imposed by the wind forces acting on the wind blades. The developed numerical model was created using shell finite elements and considers geometrical and material non-linearities.The present investigation also contemplated a dynam ical analysis aiming to evaluated the natural frequencies and associated vibration modes (modal analysis) as well as a transient harmonic analysis to evaluate the wind tower dynamic response along the time domain. The dynamical results indicated that its significan t influence on the wind tower structural response. This conclusion indicates that if only a static design is made he wind tower safety could not be warranted and couldlead to possible wind related accidents. The developed non-linear analysis enable to determine that on of the wind tower ultimate limit states is associated to the lo cal buckling of the wind tower wall, under compressive forces, and its effects must be c onsidered on the tower structural design. |
id |
UERJ_757e8cdc3996f13011138043feb59e1c |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:www.bdtd.uerj.br:1/11623 |
network_acronym_str |
UERJ |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
repository_id_str |
2903 |
spelling |
Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silvahttp://lattes.cnpq.br/2438486171976888Silva, José Guilherme Santos dahttp://lattes.cnpq.br/4422797300106230Lima, Luciano Rodrigues Ornelas dehttp://lattes.cnpq.br/2151919861612154Andrade, Sebastião Arthur Lopes dehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783730Y4Silva, Raul Rosas ehttp://lattes.cnpq.br/1304606076487440http://lattes.cnpq.br/0736191911823678Sirqueira, Alan da Silva2021-01-06T19:02:58Z2010-06-102008-04-02SIRQUEIRA, Alan da Silva. Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas. 2008. 112 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11623The increasing demand for electricity required by individual and industrial consumers brings back the issues related to the exhaustion of the exiting fossil energy sources and leads to the evident needs for investments in research topics that focus on improving, developing available renew able energy sources or even creating some novel energy renewable alternatives.One of the alternatives to deal with this problem is the utilization of the wind power. The transformation of the wind forces into electrical energy is made by wind turbines supporter by steel towers.The present dissertation investigates and analysed a typical wind tower created to support a Repower MM92 wind turbine aiming to better understand its structural response. Initially a suggestion for a w ind tower structural design based on the Eurocode 3 recommendations is presented and discussed. The developed numerical model was conceived based on finite element simulation performed with the aid of the Ansys Program. The numerical model is capable of accurately reproduce the wind tower structural response when subjected to the load action imposed by the wind forces acting on the wind blades. The developed numerical model was created using shell finite elements and considers geometrical and material non-linearities.The present investigation also contemplated a dynam ical analysis aiming to evaluated the natural frequencies and associated vibration modes (modal analysis) as well as a transient harmonic analysis to evaluate the wind tower dynamic response along the time domain. The dynamical results indicated that its significan t influence on the wind tower structural response. This conclusion indicates that if only a static design is made he wind tower safety could not be warranted and couldlead to possible wind related accidents. The developed non-linear analysis enable to determine that on of the wind tower ultimate limit states is associated to the lo cal buckling of the wind tower wall, under compressive forces, and its effects must be c onsidered on the tower structural design.O aumento do consumo de energia para atender às necessidades da população e das indústrias, trás a tona uma problemática lógica que se refere ao esgotamento das atuais fontes de energia, o que evidencia a necessidade de se investir em pesquisas que busquem aprimorar fontes de energia renovável e estudos que apontem para novas formas de capitação de energia.Uma das alternativas de contornar este problema tem sido a utilização da energia oriunda da ação do vento. A transformação da força do vento em energia elétrica é realizada através de torres de aço com turbina eólica. A presente dissertação, visando acrescentar informações no meio técnico-científico sobre o comportamento estrutural de torres de aço p ara suporte de turbinas eólicas, analisou uma torre modelo MM92 da Repower. Inicialmente, foi apresentada uma sugestão para o dimensionamento de uma torre eólica baseada nos preceitos do Eurocode para análise numérica desenvolvida neste trabalho, foi elaborado um modelo de elementos finitos baseado na plataforma A nsys capaz de reproduzir com fidelidade o comportamento da torre eólica submetida ao carregamento produzido pelo vento nas pás da hélice. O modelo numérico estudado é constituído por elementos finitos de casca e considera os efeitos d as não-linearidades do material e geométrica.Também foi desenvolvido neste trabalho uma análise dinâmica com o objetivo de se avaliar as freqüências naturais, os modos de vibração (análise de autovalores e autovetores) bem como uma análise harmônica e trans iente para verificar a resposta dinâmica da torre no domínio do tempo.O resultado obtido no estudo da parcela dinâmica mostra que a resposta da estrutura pode ser determinante no seu comportament o. Nesse caso, a utilização de uma análise estrutural estática pode resultar no mau dimensionamento da torre e, conseqüentemente, em possíveis acidentes. A análise não-linear efetuada permitiu verificar o fenômeno de flambagem local na parede da torre sujeita a compressão, que deve ser levado em consideração durante a execução do projeto da torre eólica.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:02:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alan da Silva Sirqueira.pdf: 4227722 bytes, checksum: 5bc5d7761f3dfeec4df7106488d6b090 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:02:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Alan da Silva Sirqueira.pdf: 4227722 bytes, checksum: 5bc5d7761f3dfeec4df7106488d6b090 (MD5) Previous issue date: 2008-04-02Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaWind towersWind tower structural designWind loadsSteel structuresTorres eólicasDimensionamento de torre eólicaCarregamento do ventoEstruturas de açoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILComportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicasStructural behavior of steel towers to support wind turbinesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertacao Alan da Silva Sirqueira.pdfapplication/pdf4227722http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11623/1/Dissertacao+Alan+da+Silva+Sirqueira.pdf5bc5d7761f3dfeec4df7106488d6b090MD511/116232024-02-27 14:52:30.369oai:www.bdtd.uerj.br:1/11623Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T17:52:30Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Structural behavior of steel towers to support wind turbines |
title |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
spellingShingle |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas Sirqueira, Alan da Silva Wind towers Wind tower structural design Wind loads Steel structures Torres eólicas Dimensionamento de torre eólica Carregamento do vento Estruturas de aço CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
title_short |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
title_full |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
title_fullStr |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
title_full_unstemmed |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
title_sort |
Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas |
author |
Sirqueira, Alan da Silva |
author_facet |
Sirqueira, Alan da Silva |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2438486171976888 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Silva, José Guilherme Santos da |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/4422797300106230 |
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv |
Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de |
dc.contributor.advisor-co2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2151919861612154 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Andrade, Sebastião Arthur Lopes de |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783730Y4 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Silva, Raul Rosas e |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/1304606076487440 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0736191911823678 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Sirqueira, Alan da Silva |
contributor_str_mv |
Vellasco, Pedro Colmar Gonçalves da Silva Silva, José Guilherme Santos da Lima, Luciano Rodrigues Ornelas de Andrade, Sebastião Arthur Lopes de Silva, Raul Rosas e |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Wind towers Wind tower structural design Wind loads Steel structures |
topic |
Wind towers Wind tower structural design Wind loads Steel structures Torres eólicas Dimensionamento de torre eólica Carregamento do vento Estruturas de aço CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Torres eólicas Dimensionamento de torre eólica Carregamento do vento Estruturas de aço |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL |
description |
The increasing demand for electricity required by individual and industrial consumers brings back the issues related to the exhaustion of the exiting fossil energy sources and leads to the evident needs for investments in research topics that focus on improving, developing available renew able energy sources or even creating some novel energy renewable alternatives.One of the alternatives to deal with this problem is the utilization of the wind power. The transformation of the wind forces into electrical energy is made by wind turbines supporter by steel towers.The present dissertation investigates and analysed a typical wind tower created to support a Repower MM92 wind turbine aiming to better understand its structural response. Initially a suggestion for a w ind tower structural design based on the Eurocode 3 recommendations is presented and discussed. The developed numerical model was conceived based on finite element simulation performed with the aid of the Ansys Program. The numerical model is capable of accurately reproduce the wind tower structural response when subjected to the load action imposed by the wind forces acting on the wind blades. The developed numerical model was created using shell finite elements and considers geometrical and material non-linearities.The present investigation also contemplated a dynam ical analysis aiming to evaluated the natural frequencies and associated vibration modes (modal analysis) as well as a transient harmonic analysis to evaluate the wind tower dynamic response along the time domain. The dynamical results indicated that its significan t influence on the wind tower structural response. This conclusion indicates that if only a static design is made he wind tower safety could not be warranted and couldlead to possible wind related accidents. The developed non-linear analysis enable to determine that on of the wind tower ultimate limit states is associated to the lo cal buckling of the wind tower wall, under compressive forces, and its effects must be c onsidered on the tower structural design. |
publishDate |
2008 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2008-04-02 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2010-06-10 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-01-06T19:02:58Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SIRQUEIRA, Alan da Silva. Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas. 2008. 112 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11623 |
identifier_str_mv |
SIRQUEIRA, Alan da Silva. Comportamento estrutural de torres de aço para suporte de turbinas eólicas. 2008. 112 f. Dissertação (Mestrado em Estruturas; Geotecnia; Construção Civil) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008. |
url |
http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11623 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UERJ |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) instacron:UERJ |
instname_str |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) |
instacron_str |
UERJ |
institution |
UERJ |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/11623/1/Dissertacao+Alan+da+Silva+Sirqueira.pdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
5bc5d7761f3dfeec4df7106488d6b090 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) |
repository.mail.fl_str_mv |
bdtd.suporte@uerj.br |
_version_ |
1811728660057554944 |