Interação solo-estrutura não linear em fundações de aerogeradores onshore em radier estaqueado: efeitos na análise modal e dinâmica em um aerogerador NREL 5 MW

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Ribeiro, Robson
• Orientador(a): Silva Filho, José Neres da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Fundação para aerogeradores; Radier estaqueado; Análise modal; Interação solo-estrutura; ABAQUS; Dinâmica; NREL 5 MW
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29992

Estruturas de suporte para geradores eólicos costumam ser susceptíveis à vibração. Com o aumento do diâmetro do rotor, buscando maximizar a geração de energia, essa situação tende a ficar mais crítica ensejando estudos mais precisos a respeito do comportamento do sistema. É sabido, a partir de pesquisas anteriores e da prática de projeto, que a interação solo-estrutura tem uma grande influência nas frequências naturais de vibração do aerogerador, bem como nos esforços e deslocamentos quando da aplicação das cargas de vento e de utilização. Tendo em vista esse cenário, a presente pesquisa busca aprofundar os estudos relativos ao uso de modelos não lineares de interação solo-estrutura na análise de torres de suporte para aerogeradores. Foi utilizado o aerogerador modelo da National Research Laboratory (NREL) com potência nominal de 5 MW e os dados geotécnicos do Parque Eólico Miassaba 3, no estado do Rio Grande do Norte. Foram desenvolvidos quatro modelos distintos, sendo eles: um modelo analítico com expressões apresentadas em DNV (2002); modelo numérico discreto não linear com curvas p-y, t-z e Q-z do API (2003); modelo numérico discreto não linear calibrado com resultados de prova de carga estática e modelo numérico contínuo com modelo constitutivo elasto-plástico também calibrado com os PCE’s (utilizando o programa ABAQUS). Os resultados mostram uma discrepância grande entre os modelos numéricos e o analítico, onde o segundo fornece rigidezes bem maiores, sendo essa diferença maior para cargas extremas. Tal fato revela a necessidade do uso de modelos numéricos não lineares. Além disso, foram avaliados os resultados do uso desses modelos na amplificação dinâmica da carga 1P (modelo numérico do aerogerador feito no SAP 2000), que revelou uma diferença de até 16 e 20% nas cargas de momento e força horizontal transferidas à fundação, respectivamente.