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학술저널
저자정보
Dai, Kaoshan (State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University) Sheng, Chao (State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University) Zhao, Zhi (State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University) Yi, Zhengxiang (State Key Laboratory of Disaster Reduction in Civil Engineering, Tongji University) Camara, Alfredo (Department of Civil Engineering, City University London) Bitsuamlak, Girma (Department of Civil and Environmental Engineering, University of Western Ontario)
저널정보
테크노프레스 Wind & structures Wind & structures 제25권 제1호
발행연도
2017.1
수록면
79 - 100 (22page)

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The use of wind energy resources is developing rapidly in recent decades. There is an increasing number of wind farms in high wind-velocity areas such as the Pacific Rim regions. Wind turbine towers are vulnerable to tropical cyclones and tower failures have been reported in an increasing number in these regions. Existing post-disaster failure case studies were mostly performed through forensic investigations and there are few numerical studies that address the collapse mode simulation of wind turbine towers under strong wind loads. In this paper, the wind-induced failure analysis of a conventional 65 m hub high 1.5-MW wind turbine was carried out by means of nonlinear response time-history analyses in a detailed finite element model of the structure. The wind loading was generated based on the wind field parameters adapted from the cyclone boundary layer flow. The analysis results indicate that this particular tower fails due to the formation of a full-section plastic hinge at locations that are consistent with those reported from field investigations, which suggests the validity of the proposed numerical analysis in the assessment of the performance of wind-farms under cyclonic winds. Furthermore, the numerical simulation allows to distinguish different failure stages before the dynamic collapse occurs in the proposed wind turbine tower, opening the door to future research on the control of these intermediate collapse phases.
#wind turbine tower #tropical cyclone #wind load #buckling analysis #structural collapse #failure mode

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