15361

15361

بررسي عددي تأثير ديناميكي موج بر روي خطوط لوله در دهانه هاي آزاد

كارشناسي ارشد

سازه هاي دريايي

دي‌ماه 1394

دي‌ماه 1394

دكتر عباس يگانه بختياري - دكتر محمدحسين كاظمي نژاد

عمران

چكيده در زير خطوط لوله¬هايانتقال نفت و گاز به علت آبشستگي و يا قرارگيري روي بستر¬هاي ناهموار، دهانه آزاد شكل مي¬گيرد.دهانه¬هاي آزاد در معرض جريانات دريايي و امواج قرار دارند. اثر حركت نوساني امواج در مناطق كم‌عمق و انتقالي دريا، خطوط لوله¬هاي انتقالدر دهانه آزاد را تحت تأثير قرار مي¬دهد.ميدان امواج در محل قرارگيري خط لوله باعث شكل‌گيري و افشانده شدن گردابه¬ها به سمت پايين‌دست جريان مي¬شود. افشانده شدن گردابه¬ها باعث وارد شدن نيروهاي هيدروديناميكي در دهانه آزاد و افزايش احتمال آسيب¬هاي سازه¬ايبه خطوط لوله¬هاي انتقال مي¬شود. در ¬زمينه بررسي مكانيزم ايجاد جريان‌هاي گردابه¬اي ناشي از امواج و نحوه پاسخ دهانه آزاد در درياهاي كم‌عمق(كه اثر موجغالب است) اطلاعات محدود است. در اين راستا در مطالعه حاضر، دهانه آزاد از دو ديدگاه مورد بررسي قرار مي¬گيرد. در ديدگاه اول، ابتداميدان هيدروديناميكي ناشي از امواج پيرامون خطوط لوله با استفاده از نرم‌افزارFLUENTشبيه¬سازي مي-شود.شبيه‌سازي ميدان جريان امواج، با فرض جريان نوساني صورت مي‌گيرد وبرايانجامشبيه‌سازي‌هايموردنظرازحلمعادلاتناوير-استوكسميانگين¬گيري شده زماني(RANS)بههمراهمدلآشفتگيSST استفادهمي¬شود. روشگسسته-سازيمعادلاتحاكمدراينشبيه‌سازي‌ها،احجاممحدوداست.سپس در ديدگاه دوم به بررسي سازه¬اي دهانه آزاد پرداخته مي¬شود، به اين معني كه پس از اعتبارسنجي نتايج به‌دست‌آمده از بخش هيدروديناميكي، دهانه آزاد خط لوله تحتاثربارگذارينيرويبرآيحاصلازميدانجريانامواج، در نرم‌افزارABAQUSموردتحليلقرارمي-گيردوپاسخحداكثردهانهبامقاديرآيين‌نامه‌اي مقايسهمي¬گردد.درنهايت از مدل عددي توسعه¬يافته، براي محاسبه اندركنش ديناميكي بين دهانه¬هاي آزاد در حالت دو¬دهانه و سه¬دهانه تحت اثر نيروي امواجاستفاده مي¬شود. ازمهم‌تريننتايجاينمطالعه اين است كهبا اعمال نيروي امواجبه خط لوله در شرايط بااعداد كولگان- كارپنتر بالا، دامنه¬ نوسان جابجايي¬ها نسبت به شرايط با اعداد كولگان- كارپنتر پايين افزايش مي¬يابدكه اين روند افزايش نوسانات با افزايش تعداد دهانه¬هاي هم¬جوار نيز افزايش مي¬يابد. واژه‌هاي كليدي:دهانهآزاد، مدلآشفتگي SST، نيروي برآ،دهانه¬هاي هم¬جوار، ميدان امواج