Numerical modelling of foundations for offshore wind turbines
Author
Bogdan, Tamas Csaba
Term
4. term
Education
Publication year
2017
Submitted on
2017-08-14
Pages
115
Abstract
Dette speciale undersøger, hvordan sugekassefundamenter (også kaldet spandfundamenter) opfører sig på langt sigt i drænet sand (hvor vand kan løbe ud af porerne). Arbejdet består af to dele: et litteraturstudie og en numerisk analyse. I litteraturdelen beskrives de mest anvendte fundamenttyper—tyngdefundamenter, monopæle, jacket-strukturer og sugekassefundamenter—med fokus på bæreevne og opførsel under last samt på konstruktion, transport, installation og drift. Der gives også et overblik over gældende standarder og retningslinjer, hvor forskelle og begrænsninger ved deterministiske, semi-probabilistiske og probabilistiske metoder fremhæves. Derudover sammenfattes resultater fra feltforsøg, laboratorieforsøg og numeriske studier af sugekassefundamenters opførsel under forskellige lastforhold. I den numeriske del introduceres flere konstitutive jordmodeller—matematiske beskrivelser af, hvordan jord deformerer og modstår laster. Den numeriske model valideres med en konvergensanalyse og ved sammenligning med en tidligere kalibreret model fra litteraturen. Til sidst gennemføres en numerisk undersøgelse af, hvordan valg af konstitutiv model, fundamentets geometri, lasttype (enkeltakset eller kombineret) og niveauet af lodret last påvirker fundamentets respons.
This thesis investigates the long-term behavior of suction caisson (bucket) foundations in drained sand (where water can flow out of the pores). The work has two parts: a literature review and a numerical study. The review describes the most common foundation types—gravity-based, monopile, jacket, and suction caisson—and compares how they carry loads and how they are constructed, transported, installed, and operated. It also summarizes relevant design codes and guidelines, highlighting differences and limitations of deterministic, semi-probabilistic, and probabilistic approaches. Evidence from field tests, laboratory experiments, and numerical studies is compiled to show how suction caissons respond under different loading conditions. In the numerical part, several soil constitutive models—mathematical descriptions of how soil deforms and resists loads—are introduced. The numerical model is validated through a convergence analysis and by comparison with a previously calibrated model from the literature. Finally, a numerical study examines how the choice of constitutive model, the caisson geometry, the loading type (uniaxial or combined), and the level of vertical load influence the foundation’s response.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents