Modeling of dynamic structural behavior of steel towers for support of wind turbines

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:00:24Z No. of bitstreams: 1 Leandro Rocha Machado de Oliveira.pdf: 4083075 bytes, checksum: 96a88748b1919980244080e09dfea3b4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Rocha Machado de Oliveira.pdf: 4083075 bytes, checksum: 96a88748b1919980244080e09dfea3b4 (MD5) Previous issue date: 2019-02-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The growing demand for energy in the world and the growing technological advance of the last decades, in line with the need to obtain energy that minimally impacts the environment, have led to a great development of techniques for the use of energy from renewable sources, such as: winds, tides and the sun. In this context (In this scenario), wind energy has been very promising because it is inexhaustible energy, of low environmental impact. Thus, this research aims to study the static and dynamic non-deterministic structural response of a steel tower to be used as a support for a wind turbine model type MM92 from Repower. Throughout the study, different numerical models were developed, using the ANSYS computational program, based on the usual discretization techniques, by means of the Finite Element Method (FEM), with the purpose of verifying how the different numerical modeling interferes on the structural behavior of the steel tower investigated. The analysis of the non-deterministic dynamic response of the structural model is performed for different wind speeds, bearing in mind a critical evaluation about the maximum values obtained for Von Mises's displacements and voltages. Finally, the results obtained during the research work are evaluated and compared with the limit values recommended by international project norms and recommendations. A demanda crescente por energia no mundo e o avanço tecnológico crescente das últimas décadas, alinhados com a necessidade de se obter uma energia que impacte minimamente no meio ambiente, impulsionaram um grande desenvolvimento de técnicas para a utilização de energias provenientes de fontes renováveis, tais como: ventos, marés e o sol. De acordo com este contexto, a energia eólica tem se mostrado bastante promissora, pois se trata de uma energia inesgotável e de baixo impacto ambiental. Assim sendo, este trabalho de pesquisa objetiva o estudo da resposta estrutural estática e dinâmica não determinística de uma torre de aço para ser utilizada como suporte de uma turbina eólica modelo MM92 da Repower. Ao longo do estudo são desenvolvidos modelos numéricos distintos, através da utilização do programa computacional ANSYS, a partir do emprego de técnicas usuais de discretização, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), com o intuito de verificar de que maneira as diferentes modelagens numéricas interfere sobre o comportamento estrutural da torre de aço investigada. A análise da resposta dinâmica não determinística do modelo estrutural é realizada para diferentes velocidades de vento, tendo em mente uma avaliação crítica acerca dos valores máximos obtidos para os deslocamentos e tensões de Von Mises. Finalmente, os resultados obtidos ao longo do trabalho de pesquisa são avaliados e comparados com os valores limites recomendados por normas de projeto e recomendações internacionais.