Suzuvchi dengiz shamol turbinalarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasini dengiz tubidagi tarmoqqa uzatuvchi dinamik elektr kabellari bir uchi harakatlanuvchi platformaga ulanganligi sababli to‘lqin, oqim, suv ko‘tarilishi va platforma tebranishlaridan kelib chiquvchi doimiy mexanik yuklamalarga duchor bo‘ladi. Ushbu tadqiqot kabelning suv qatlamidagi butun shaklini faqatgina oltita akustik joylashuv o‘lchovi orqali to‘liq qayta tiklash mumkin yoki yo‘qligini o‘rganadi.

Tadqiqotchilar Fransiyaning Duarnene qo‘ltig‘ida (Douarnenez Körfezi) 30 metr suv chuqurligida o‘tkazilgan dengiz tajribalarida 80 metr uzunlikdagi dinamik elektr kabelini “lazy-wave” (sust to‘lqinsimon / ikki bukilmali) konfiguratsiyasida joylashtirdilar. Kabel ustiga oltita USBL akustik mayoqchasi (transponderi) o‘rnatilgan bo‘lib, kemadagi qabul qiluvchi uskuna har 10 soniyada bir ushbu mayoqchalarning fazoviy o‘rnini o‘lchab borgan. Kemaning va kabelning yuqori ulanish nuqtasi harakati esa INS (inersion navigatsiya), IMU va GNSS (sun’iy yo‘ldosh) o‘lchovlari orqali kuzatilgan.

Oltita o‘lchov nuqtasi orasidagi kabel shakli oddiy geometrik interpolyatsiya bilan emas, balki kabelning mexanik xatti-harakatini ifodalovchi bir o‘lchamli chekli elementlar modeli (Deeplines) yordamida hisoblangan. Modelning o‘qiy (aksial) qattiqligi, suzgich modullarning (buoyancy modules) suvdagi og‘irligi, dengiz tubi chuqurligi tuzatmasi va ulanish uzunligi kabi noaniq parametrlari modeldagi raqamli nuqtalar bilan haqiqiy USBL o‘lchovlari orasidagi masofani minimallashtiradigan tarzda (Optuna TPE orqali) optimallashtirilgan.

Boshlang‘ich parametrlar bilan muayyan vaqt lahzasidagi o‘rtacha joylashuv xatosi 1,69 metr bo‘lgan bo‘lsa, optimallashtirilgan parametrlar bilan namunaviy natijalarda 0,22–0,23 metrgacha qisqargan. Bu tanlangan namuna uchun model mosligining taxminan 86–87 foizga yaxshilanishini anglatadi. O‘ttizta kalibrlash vaqtining umumiy natijasida o‘rtacha xatolik: kema kabelga yaqin bo‘lgan holatlarda 0,23 m, nominal holatlarda 0,41 m va uzoq holatlarda 0,51 m deb qayd etilgan.

Model kabel va suzgichlarning og‘irlik-suzish xususiyatlaridagi o‘zgarishlarga sezgirdir. Suzish kuchining 5 foizga kamayishi kabelning pastki botiq (sag) nuqtasini taxminan 0,75 metrga pastga tushirgan va eng katta egrilik nuqtasining kabel bo‘ylab joylashuvini taxminan 0,5 metrga surgan. Tadqiqotchilar shu sababli ushbu usuldan kabel xizmat muddati davomida suzgichlarning shikastlanishi yoki biomassaning yopishishi kabi o‘zgarishlarni monitoring qilishda foydalanish mumkinligini ta’kidlaydilar.

Shu bilan birga, usul to‘liq dinamik yoki uch o‘lchamli modellashtirish emas. USBL tizimi 3D koordinatalarni bersa-da, optimallashtirish faqat vertikal X-Z tekisligidagi koordinatalardan foydalanadi. Model yarim-statik (quasi-static) deb qabul qilingan, o‘lchov chastotasi 0,1 Hz bo‘lib, yuqori chastotali to‘lqin tebranishlari bevosita hisoblanmagan. Tadqiqot taqrizdan o‘tmagan preprintdir.

Dinamik suvosti kabeli va Lazy-wave geometriyasi

Suzuvchi shamol turbinalarida platformaning doimiy harakati kabelda cho‘zilish, egilish, buralish va charchoq (fatigue) zo‘riqishlarini keltirib chiqaradi. “Lazy-wave” konfiguratsiyasida kabelga suzgich modullari (BM1 va BM2) o‘rnatilib, u suv ostida avval pastga cho‘kadi (sag), so‘ng tepaga ko‘tariladi (hog) va keyin dengiz tubiga tushadi. Bu to‘lqinsimon shakl platforma harakatlarining kabelning tubdagi qismiga bevosita yetib borishini yumshatadi.

Tajriba va o‘lchov tizimi

• Sinov joyi: Fransiyaning Morgat (Douarnenez) qo‘ltig‘i, 2024-yil 4–5-iyul.
• USBL tizimi: Kabel bo‘ylab 6 ta transponder o‘rnatilgan, kemadagi akustik qabul qiluvchi har 10 soniyada (0,1 Hz) koordinatalarni yozib borgan.
• Kema navigatsiyasi: Yuqori aniqlikdagi INS/GNSS PPK tizimi (gorizontal noaniqlik 0,3–3 sm).
• Kema holatlari: Kema to‘rt tomondan bog‘langan holda yaqin (+7 m), nominal (0 m), uzoq (−7 m) va juda uzoq (−14 m) holatlarga surilib, kabel turli darajada tortilgan.

Model optimallashtirish va xatolik funksiyasi

Kabel Deeplines dasturida 1D to‘sinli chekli elementlar bilan modellashtirilgan. Maqsad funksiyasi 6 ta o‘lchov nuqtasi bilan model nuqtalari orasidagi o‘rtacha masofani minimallashtirishdir:

\[ mse(t)=\frac{1}{6}\sum_{i=0}^{5} \sqrt{\left(x_{B_i,USBL}-x_{B_i,Num}\right)^2+ \left(z_{B_i,USBL}-z_{B_i,Num}\right)^2} \]

Optuna (TPE) yordamida 30 ta vaqt belgisida 1 000 tadan (jami kamida 30 000 ta) simulyatsiya o‘tkazilgan.

Asosiy natijalar va sezgirlik

• Shakl aniqligi: Boshlang‘ich modeldagi 1,69 m xatolik optimallashtirishdan so‘ng 0,22–0,23 m gacha tushirilgan.
• Egrilik tahlili: Boshlang‘ich va optimallashtirilgan modellar o‘xshash maksimal egrilik (0,168 va 0,176 m⁻¹) bersa-da, eng yuqori zo‘riqish nuqtasining kabel bo‘ylab joylashuvi 2 metrdan ortiq masofaga siljigan. Bu to‘g‘ri geometriyasiz charchoq nuqtasini noto‘g‘ri aniqlash xavfini ko‘rsatadi.
• Suzgichlar shikastlanishi: Suzish kuchi 5 foizga kamaytirilganda pastki egilish nuqtasi 0,75 m pastga tushgan va maksimal egrilik nuqtasi 0,5 m siljigan. Bu usul orqali suzgichlar buzilishini masofadan payqash mumkinligini bildiradi.
• Egiluvchanlik qattiqligi: 100 dan 1 000 N·m² gacha o‘zgartirilganda global shakl deyarli o‘zgarmagan; bu parametrni yarim-statik shakldan aniqlab bo‘lmasligi tasdiqlangan.

Tadqiqotning kuchli tomonlari

• Laboratoriya emas, real dengiz sharoitida olingan o‘lchovlarga tayangani;
• USBL, INS va GNSS ma’lumotlarini yagona koordinatalar tizimida birlashtirgani;
• Atigi 6 ta nuqta orqali butun kabel shakli va egriligini tiklay olgani;
• Turli taranglik holatlarida parametrlarning aniqlanishini alohida tahlil qilgani.

Tadqiqotning cheklovlari

• Tadqiqot taqrizdan o‘tmagan preprintdir;
• Tajriba kabeli (80 m, 30 m chuqurlik) tijoriy fermalardan kichikroq masshtabda;
• Model yarim-statik bo‘lib, to‘lqinlarning yuqori chastotali dinamikasi va inersiyasi hisoblanmagan;
• Faqat 2D tekislikda (X-Z) optimallashtirilgan;
• Egiluvchanlik qattiqligini ushbu usul bilan aniqlab bo‘lmaydi.

Tadqiqotning metodologiyasi va natijalari

Manba va metodologiya eslatmasi

To‘liq asl nomi: Reconstruction of dynamic subsea power cable shape from experimental measurements at sea

Mualliflar: Antoine Maison, Melanie Roulet (France Energies Marines, Fransiya).

DOI:10.2139/ssrn.6947258 (SSRN preprint).

Nashr yili: 2026.

Taqriz holati: Taqrizdan o‘tmagan preprint (Ocean Engineering jurnaliga topshirilgan).

Rasmiy havola:SSRN maqola sahifasi

Ushbu Verianla maqolasi yuklangan PDF matni, dengiz tajribasi ma’lumotlari, chekli elementlar modellari va sezgirlik tahlillari asosida tayyorlangan. Tadqiqot yarim-statik modelga asoslangan bo‘lib, to‘lqinlarning tezkor dinamik tebranishlarini bevosita o‘lchamaydi.