بررسی رفتار هیدرودینامیکی سکوی نیمه شناور SPAR خرپایی تحت امواج دریا
[پایاننامه]
/مجتبی ازوجی
دانشگاه صنعتی سهند
، ۱۳۹۰
۱۳۷ ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی عمران
دانشگاه صنعتی سهند
سکوهایspar خرپایی، نسل دوم سکوهای spar است که برای استخراج منابع هیدروکربنی در اوایل قرن جدید میلادی درآبهای عمیق خلیج مکزیک نصب شده است .ویژگی اصلی این نوع سکوها نسبت به دیگر سکوهای نیمه شناور، جابهجایی کم این سکو در امتداد درجه آزادی قائم است .در دینامیک اجسام صلب، حرکت جسم بوسیله نیروها و لنگرهای وارده و همچنین بوسیله اینرسی خود جسم کنترل می شود، بطوریکه می توان با مکانیسم نیروها، اینرسی سیال، وزن آنها و تنش لزجت و عواملی مانند کشش سطحی را تخمین زد .بطور معمول میتوان مکانیسم نیرو را به همراه اینرسی سیال، وزن آن، فشارهای لزجتی و اثرات مرتبه دوم از قبیل کشش سطحی بررسی کرد .عموما سه مکانیسم اصلی برای نیرو وجود دارد که شامل اینرسی، ثقل و لزجت میباشد .معمولا بسته به شرایط مسئله میتوان از اثرات لزجت صرفنظر نمود که باعث سادهتر شدن مسئله میشود در این مطالعه، بر روی سکوی spar خرپایی تحلیل های هیدرواستاتیکی و هیدرودینامیکی در حوزه فرکانس تحت امواج دریا انجام شده و پاسخ های انتقالی و غلتشی آن بدست آمده است .همچنین، با تحلیل های حوزه فرکانسی، اثرات جرم افزوده و میرایی صفحه های heave از طریق مقایسه رفتار سکو با و بدون این صفحهها تحت شرایط مشابه بررسی شده و نشان داده شد که ویژگیهای حرکتی سکوی spar خرپایی بیشتر تحت تاثیر پریودهای بزرگ امواج مانند شرایط امواج دورآی شرق افریقا است که این یکی از ویژگیهای بارز سکوی spar است .بنابراین پریود امواج نسبت به ارتفاع امواج پارامتر مهمتری در محاسبه حرکات سکو در راستای قائم است .این مطالعه نشان داد که حرکات جابهجایی قائم بیشتر تحتتاثیر اینرسی است و اثرات میرایی نیروی پسا کمتر مهم هستند .این سکوها بر خلاف سکوهای نیمه شناور دیگر(مثل TLP و غیره)، یک سیستم سازگار می باشند که پریود طبیعی آنها در همهی ۶ درجه آزادی حرکت بیشتر از پریود موج غالب است، از اینرو بارهایی با فرکانس پایین اثر مهمتری روی پاسخ دینامیکی سکوی spar در راستای افقی دارند .در نتیجه پاسخ های فرکانس پایین غلتش عرضی و جابهجایی طولی آنها از پاسخهای فرکانس موج، بزرگتر است .در ادامه اثرات تعداد و فاصله صفحات heave در رفتار هیدرودینامیکی سکو مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با افزایش تعداد کل صفحه با فاصله یکسان، جرم افزوده هر صفحه کاسته میشود، یعنی استفاده از صفحههای بیشتر از یک تعداد مشخص در سکو، تاثیری بر افزایش جرمافزوده کل سکو ندارد .در نهایت با کمک الگوریتم وراثتی ژنتیک محل های بهینه قرارگیری صفحههای heave با توجه به ضرایب هیدرودینامیکی تعیین شد.