عنوان

بهبود پاسخ هیدرودینامیکی سکوی نیمه مغروق تحت امواج دریا در شرایط بهره‌برداری

کد کشور

IR

شماره

۳۹۵۸پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

بهبود پاسخ هیدرودینامیکی سکوی نیمه مغروق تحت امواج دریا در شرایط بهره‌برداری

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Improvement of Hydrodynamic Response of Semi-submersible Platform under Sea Waves in the Operating Conditions

نام نخستين پديدآور

/عارفه امامی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی عمران

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۴۸ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی عمران- سازه‌های دریایی

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۰۲/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

بهبود پاسخ حرکات سکوی نیمه مغروق در صفحه قائم یک مسئله اساسی است زیرا افزایش این پاسخ‌ها ممکن است عملیات حفاری را محدود کند و منجر به خرابی رایزرها و حتی سیستم‌های مهاری شود .این رساله راهکارهای مؤثر، اقتصادی و با وزن مناسب را به‌منظور کاهش این حرکات تحت شرایط امواج گوناگون دریا معرفی می‌کند .برای رسیدن به این هدف‌؛ رساله به سه بخش( :۱) بهینه‌یابی فرم هندسی سکوی نیمه مغروق،( ۲) بهبود حرکت هیو و( ۳) بهبود حرکت پیچ یا رول تقسیم‌بندی شد .ابتدا یک سکوی نیمه مغروق با هندسه دلخواه در نظر گرفته شد .حرکات هیو و پیچ آن با روش نیمه‌تحلیلی بر پایه تئوری تفرق حل شد .کارایی این روش با داده‌های آزمایشگاهی و عددی در دسترس یک نمونه سکوی نیمه مغروق متداولGVA ۴۰۰۰ ارزیابی گردید که توافق خوبی با ضریب همبستگی بالای ۹۰ درصد بین نتایج مشاهده شد .سپس، الگوریتم بهینه‌یابی چند هدفه ساده، قابل اجرا و قابل فهم به نام جستجوی شبکه‌ای به منظور بهینه‌یابی ابعاد بدنه سکوی نیمه مغروق معرفی گردید .این الگوریتم به‌صورت توابع سه هدفه با اهداف حداقل کردن وزن، کاهش حرکت هیو و کاهش حرکت پیچ توسعه داده شد .معادلات حرکات هیو و پیچ استخراج شده با استفاده از تئوری تفرق و همین‌طور معادله وزن بدنه سکوی نیمه مغروق همراه با قیود طراحی به این الگوریتم اضافه گردید و در محیط متلب پردازش شد .صحت کارایی الگوریتم توسعه داده شده با نمونه‌هایی از سکوهای نیمه مغروق موجود در جهان مورد بررسی قرار گرفت .نتایج نشان داد الگوریتم پیشنهادی ابعاد بهینه سکوی نیمه مغروق را در کوتاه‌ترین زمان ممکن و با دقت قابل قبولی ارائه می‌دهد .در ادامه برای بهبود پاسخ حرکت هیو و پیچ سکوهای نیمه مغروق موجود که امکان تغییر در ابعاد بدنه آن‌ها نبوده و یا هزینه بر است، ایده‌هایی مطرح گردید .در ایده اول از لایه‌های پروالاستیک به‌عنوان رویکردی مؤثر و کارا در بهبود پاسخ حرکت هیو سکوی نیمه مغروق استفاده گردید .لایه‌های پروالاستیک در کف پانتون‌های این سکو متصل شد و پاسخ حرکت هیو آن به روش نیمه‌تحلیلی بر پایه تئوری تفرق تحت اثر موج غالب تک جهته حل شد .دقت حل نیمه‌تحلیلی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی در دسترس برای حرکت هیو سکوی نیمه مغروق حفارGVA ۴۰۰۰ بدون وجود لایه‌های پروالاستیک صحت سنجی شد که توافق خوبی از مقایسه بین نتایج حاصل از حل نیمه‌تحلیلی و آزمایشگاهی به دست آمد .پس‌ازآن اثرات لایه‌های پروالاستیک متصل شده به کف پانتون‌های سکوی نیمه مغروقGVA ۴۰۰۰ و همچنین اثر مشخصات آن لایه مانند ضخامت، نفوذپذیری ذاتی و الاستیسته روی کاهش پاسخ حرکت هیو این سکو ارزیابی شد .مقایسه نتایج سکوی نیمه مغروق اصلاح شده با حالت اولیه آن نشان داد که استفاده از لایه‌های پروالاستیک پاسخ حرکت هیو را کاهش داده و تقریبا باعث حذف خطر ایجاد تشدید در سکوی نیمه مغروق تحت شرایط گوناگون امواج دریا می‌شود .سیستم میراگر غیرفعال Tuned Sloshing Damper (TSD) ایده دیگری بود که در این رساله به‌منظور بهبود پاسخ حرکت پیچ سکوی نیمه مغروق بکار گرفته شد .در حالت کلی TSD ها به‌منظور جذب انرژی در سازه‌ها به کار می‌روند و یک کاندید مناسب برای میرایی ارتعاشات غلتشی سازه‌های فراساحل هستند .در این مطالعه، رفتار هیدرودینامیکی سکوی نیمه مغروق که به سیستم‌های TSD مجهز شده است با استفاده از نرم‌افزار اجزای محدود SESAM بررسی شد .پس از اطمینان از کارایی نرم‌افزار فوق در محاسبه پدیدهSloshing ، سیستم میراگر غیرفعال TSD با ۲۰ درصد آب پر شده و در داخل دماغه پانتون‌ها جانمایی شد .آنالیز دینامیکی با در نظر گرفتن اثر Sloshing در حوزه فرکانس صورت گرفت .نتایج نشان داد که TSD در کاهش پاسخ حرکت پیچ نقش اساسی را بازی می‌کند اما تغییر بسیار ناچیزی در مقدار پاسخ هیو و رول آن دارد .جمع‌بندی از نتایج به‌دست‌آمده در این رساله نشان می‌دهد که تمامی رویکردهای معرفی شده می‌تواند یک مسیر مناسب برای بهبود پاسخ سکوهای نیمه مغروق از نظر وزن، شرایط اقتصادی و قابلیت اجرایی باشد لذا به‌عنوان مرجعی برای ایجاد طرح‌های ارزان‌تر و کارآمدتر سایر سکوهای شناور پیشنهاد می‌شود.

متن يادداشت

To improve the motions response of a semi-submersible platform in the vertical plane is a basic problem because it can limit drilling operation and lead to damage in risers or mooring system. This thesis introduces the effective and economic methods in order to mitigate its motions under different wave conditions. For this purpose, it was divided into three parts: (1) optimization of the hull form of the semi-submersible, (2) to improve the heave motion response, (3) to improve the pitch, or roll motion response. First, a semi-submersible platform with desired geometric were considered. A semi-analytical method based on diffraction theory was employed for solving its heave and pitch motions. The adequacy of semi-analytical method was verified by applying it to the GVA4000 drilling semi-submersible platform compared with available experimental data. A good agreement with correlation coefficient over 90 was observed between the results. Then, a simple, reliable, and easily understandable multi-objective optimization algorithm was introduced to assess the optimal dimensions of semi-submersible platform called a grid search algorithm (GS). It was developed in the form of triple-objective function in order to minimize the hull weight and reduce the heave and pitch motion response. The discretized equations of the heave and pitch motions, and hull weight of the semi-submersible platform with its variables and design constraints were added in this algorithm. The developed algorithm was verified by the samples from the conventional semi- submersible platform in the world. The results indicated that the recommendation algorithm gives acceptable results in the shortest computational time with reliable accuracy. Subsequently, in order to improve the heave and pitch motions response of the constructed semi-submersible platform, the ideas were stated. The first idea describes an efficient and applicable approach to decrease the heave motion response of a semi-submersible platform by introducing poroelastic layers (PELs) at the bottom of its pontoons. This study was carried out utilizing a semi-analytical method based on diffraction theory. The adequacy of the semi-analytical method was verified by applying it to a typical GVA4000 drilling platform, whose heave response amplitude operator was extracted and compared with available experimental data. The extracted value and available data showed close agreement. Furthermore, the effectiveness of the PELs attached at the bottom of the GVA4000 drilling and the effect of PEL characteristics such as the thickness, intrinsic permeability, and elasticity on reducing heave motion response was evaluated. Comparing the results with the studied GVA4000 drilling without PELs indicated that the application of PELs could considerably reduce the heave motion response and nearly eliminate the risk of creating a resonance phenomenon in the semi-submersible platforms in different sea wave conditions. Tuned sloshing damper (TSD) was the next idea of this study to improve the pitch motion response of the semi-submersible platform. Generally, TSDs are applied to absorb vibrational energy in structures. They can become an appropriate candidate for damping vibration in rotating offshore structures. In this study, the hydrodynamic behaviors of the semi-submersible platform equipped with TSDs were evaluated by using SESAM software. By ensuring the accuracy of the software to calculate the sloshing phenomena, four TSDs were located in the bilge of pontoons and filled with 20 water. It was analyzed in the frequency domain by considering the effect of internal fluid sloshing of TSDs. The results showed that TSD plays a significant role in reducing the pitch motion response of the semi-submersible platform under different wave conditions while the alterations of its heave and roll motions response were slight. It is concluded that the introduced ideas in this thesis could be an effective approach to improve the motions response of the semi-submersible platform in term of weight, economic conditions, and applicability. Therefore, it is recommended as an appropriate reference for creating efficient designs of other floating platforms.

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Improvement of Hydrodynamic Response of Semi-submersible Platform under Sea Waves in the Operating Conditions

موضوع مستند نشده

سکوی نیمه مغروق

موضوع مستند نشده

ورق‌های پروالاستیک

موضوع مستند نشده

میراگر سیال غیرفعالTSD

موضوع مستند نشده

تئوری تفرق

موضوع مستند نشده

نرم‌افزار اجزا محدودSESAM

اصطلاح موضوعی

Semi-submersible, Grid search algorithm, Poroelastic layer, Tuned sloshing damper, SESAM software, Diffraction theory

اصطلاح موضوعی

سکوی نیمه مغروق، ورق‌های پروالاستیک، میراگر سیال غیرفعالTSD ، تئوری تفرق، نرم‌افزار اجزا محدودSESAM

مستند نام اشخاص تاييد نشده

امامی، عارفه

مستند نام اشخاص تاييد نشده

مصطفی قره‌باغی، احمدرضا، استاد راهنما

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230715

شماره بازیابی

عمران ،۳۰۲۷۴ ،۱۳۹۹

نام ميزبان

ی‌رادربه‌رهب‍ طیارش‍ رد ایرد ج‌اوما ت‌حت‍ ق‌ورغم‍ ه‌مین‍ ی‌وکس‍ ی‌کیمانیدوردیه‍ خ‌ساپ‍ دوبهب‍.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

3958.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

p30274.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۳۹۵۸

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y