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Simulation hydro-acoustique d'un marteau hydraulique
MENCK détermine par simulation la pression sonore de pointe lors du battage en mer des fondation dites monopiles avec le marteau hydraulique MENCK.

Analyse des émissions sonores transitoires lors du battage de monopiles en mer

Branche : Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structures, Acoustique

MENCK propose des solutions spéciales de pilonnage hydraulique. Dans l'industrie éolienne offshore en pleine croissance, la prise en compte des émissions sonores devient de plus en plus importante.

Résumé

Tâche

Afin de déterminer à l'avance la pression acoustique de crête à certains points, une simulation numérique détaillée du processus d'impact transitoire et de l'hydroacoustique associée est nécessaire.

Solution

Avec l'environnement Ansys Workbench, un modèle dynamique flexible a été créé pour évaluer l'émission sonore sous-marine, qui part du coup de marteau et se propage dans l'environnement à travers le monopile.

Avantages clients

La simulation a rapidement identifié les causes de la pression acoustique de crête, ce qui a simplifié le développement de systèmes de contrôle du bruit appropriés.

Détails du projet

Tâche

Dans l'industrie éolienne offshore en pleine croissance, la prise en compte des émissions sonores devient de plus en plus importante. Afin de déterminer à l'avance la pression acoustique de crête à certains endroits, une simulation numérique détaillée de l'impact transitoire de la conduite et de l'hydroacoustique associée est nécessaire. A titre d'exemple, un grand monopieu de forme conique (longueur totale 50 m, diamètre 3 m - 4,75 m, épaisseur de la paroi 50 mm) a été étudié, qui a été installé avec le marteau hydraulique MENCK MHU 800S. L'énergie d'impact est de 820 kJ, ce qui génère une force d'impact de 85 MN. La profondeur de pénétration finale de la fondation monopile est de 20 m à une profondeur d'eau de 22 m.


Avantages clients

La simulation a rapidement identifié les causes de la pression sonore de crête, ce qui a simplifié le développement de systèmes anti-bruit appropriés, tels qu’un rideau de bulles d'air à proximité de la monopile, l'utilisation d'une monopile auxiliaire avec des chambres à air, la modification de la surface de la monopile ou d'autres solutions.


Solution

Avec l'environnement Ansys Workbench, un modèle dynamique flexible a été créé pour évaluer l'émission sonore sous-marine, qui part du coup de marteau et se propage dans l'environnement à travers le monopile.

Modèle FE:

  • Contacts non linéaires.
  • Des éléments acoustiques Ansys simulent le milieu aquatique.
  • Un algorithme bidirectionnel (couplage fort ) calcule simultanément l'interaction entre le fluide et la structure (FSI) pour déterminer les valeurs de déplacement structurel et de pression sonore.

Résultats:

  • Les déplacements axiaux génèrent des vibrations radiales de flexion dans le monopile. Les vibrations sonores à l'intérieur du monopile sont responsables de l'émission sonore.
  • La figure 2 montre la simulation de l'onde de pression sonore du coup de marteau sur le fond marin à un certain moment.
  • Le diagramme de la figure 3 montre les parcours des trois signaux de microphone simulés.

Directeur du développement technique
Dr.-Ing. Marold Moosrainer

Produits du projet