بررسی آزمایشگاهی خطوط لولهی دریایی روی بستر صلب، تحت ارتعاشات ناشی از گردابه در اثر موج
General Material Designation
[پایاننامه]
First Statement of Responsibility
/سیدمحمود موسوی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی عمران
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۳
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۸۴ ص
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
INTERNAL BIBLIOGRAPHIES/INDEXES NOTE
Text of Note
کتابنامه در آخر پایان نامه
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
سازههای دریایی
Date of degree
۱۳۹۳/۰۶/۰۰
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
امروزه با توسعه صنعت فراساحل در بخش منابع هیدروکربوری، نقش خطوط لولهی انتقال و رایزرها بیشتر نمایان شده است .استفاده از چنین عواملی در محیط دریا که به صورت موانعی در مسیر جریان عمل میکنند، باعث تغییر الگوی جریان در اطراف آن شده که منجر به افزایش تنش برشی و درجه آشفتگی در اطراف لوله میگردد .به دنبال آن در شرایط خاص، پدیده جدایی جریان از جدارهی لوله و تشکیل گردابهها پیش میآید .گردابههای بهوجود آمده با فرکانس خاصی انتشار مییابند ( گردابه فرافکنی(۱، که اگر فرکانس انتشار این گردابه ها به فرکانس طبیعی لوله نزدیک شود باعث تشدید ۲ ارتعاش لوله شده که معمولا منجر به خستگی و نهایتا شکست لوله میگردد .دلیل اصلی شروع پدیدهی گردابه فرافکنی، جدایش جریان از سطح جسم در بالا و پایین لوله میباشد .وقتی که دو لایهی برشی مذکور با هم اندرکنش داشته باشند، دنبالههایی پایدار یا ناپایدار به وجود میآید که این دنبالهها باعث اعمال نیروی نوسانی در لوله شده که می تواند منجر به ایجاد ارتعاش در لوله شود .به این ارتعاشات که از پدیدهی گردابه فرافکنی حاصل میشوند، اصطلاحا ارتعاش ناشی از گردابه (۳VIV) گویند .[۱] از طرفی در امواج، ذرات آب مسیرهای رفت و برگشتی را در هر پریود موج طی میکنند؛ در نتیجه در این شرایط، لوله از دو جهت در برابر جریان قرار میگیرد .همین موضوع بر پیچیدگی پدیدهی VIV ناشی از موج میافزاید .تحقیقات صورت گرفته در مورد VIV بیشتر مربوط به ارتعاش لوله در راستای عمود بر جریان CF۴ (یک درجهی آزادی) بوده و در موارد محدودی مربوط به دو راستای موازی جریان ۵IL و عمود بر جریان( دو درجهی آزادی) میگردد .در خصوص ارتعاش لوله با دو درجهی آزادی و تحت اثر موج، مطالعات بسیار کم صورت گرفته است .در این پژوهش، ارتعاشات لوله با دو درجهی آزادی تحت گردابهی ناشی از موج به صورت آزمایشگاهی بررسی شده است .همچنین به منظور کاهش این ارتعاشات، اثر صفحات شکافندهی جریان بر این پدیده مورد بررسی قرار گرفته است .به منظور تامین دو درجهی آزادی برای لوله از یک قاب تکیهگاهی از جنس پلکسیگلاس و چهار فنر ضربدری با راستای ۴۵ درجه نسبت به افق در هر طرف لوله استفاده شده است .در چیدمان آزمایشگاهی، نکتهی بسیار مهمی که رعایت شده، یکسان بودن فرکانس طبیعی سیستم در هر دو راستا می باشد .برای بررسی رفتار لوله، از ارتعاشات لولهی در معرض امواج فیلم برداری شده و پس از آن با بهرهگیری از فن پردازش تصویر، به تحلیل فیلمها پرداخته میشد .برای این منظور کد برنامهای در نرمافزار MATLAB تهیه گردید .نتایج نشان دادند که مجاورت بستر برایe/D های کمتر از ۰.۳ بر رفتار ارتعاشی لوله بسیار تاثیرگذار است و ازe/D های بزرگتر از۰.۳ ، از شدت این اثر کاسته شده بهطوریکه تقریبا برایe/D های ۰.۷ به بالا اثرات بستر ناچیز میشوند .در ادامه مشاهده شد که دامنهی ارتعاشات در راستای IL بزرگتر از راستای CF هستند .فرکانس ارتعاشات در راستای IL تقریبا برابر فرکانس موج بوده و کمتر متاثر از اثرات دیواره میباشد، درحالیکه فرکانس ارتعاشات در راستای CF متغیر بوده و کاملا متاثر از اثرات دیواره میباشد .همچنین استفاده از صفحات شکافنده ۶ در زاویهی صفر درجه بیشترین تاثیر را در کاهش دامنهی نوسانات دارد .این درحالی است که صفحات با زاویهی ۶۰ و ۹۰ درجه باعث افزایش دامنهی ارتعاشات لوله شدند