11902

11902

تعيين بسامد نيروهاي هيدروديناميكي ناشي از موج وارد بر خطوط لوله براي تعيين طول مجاز دهانه آزاد

كارشناسي ارشد

عمران

تير ‌ماه 1390

تير ‌ماه 1390

دكتر عباس يگانه بختياري

چكيده قرارگيري خطوط لوله دريايي بر روي بستر دريا در حالت غير مدفون موجب رخداد مشكلات متنوعي مي باشد. از جمله اين مشكلات مي توان به شكل گيري دهانه آزاد در ‏طول مسير خط لوله در بستر دريا اشاره نمود. ‏پيداش دهانه آزاد بعلت ناهمواريهاي بستر دريا و يا در اثر پديده آبشستگي مساله اي اجتناب ناپذير ‏براي خطوط لوله فراساحلي كه بصورت غيرمدفون بر روي بستر دريا قرار گرفته اند، مي باشد. در اثر ‏ايجاد دهانه آزاد، مسئله رخ دادن جريانات گردابه اي در پيرامون اين خطوط و اندركنش نيروهاي ‏ديناميكي وارده ‏از طرف سيال به اين خطوط، امكان ايجاد پديده ‏تشديد را افزايش مي دهد. به منظور ‏جلو گيري از رخ دادن اين پديده ‏كه مشكلاتي نظير گسترش خستگي و خرد شدن بتن پوششي را در خط لوله ايجاد مي نمايد، آئين نامه هاي متعددي با در نظر گرفتن اثر جريان (صرف نظر از اثر موج) محدود نمودن ميزان طول دهانه آزاد را به ميزان طول ‏مجاز توصيه نموده اند. محدود نمودن طول دهانه آزاد به ميزان مجاز از دو ديدگاه سازه اي به معني تعيين بسامد طبيعي خط ‏لوله واقع بر دهانه آزاد براساس مشخصه هاي فيزيكي آن و هيدروليكي به معني تعيين ميزان بسامد ‏نيروهاي خارجي براساس شرايط هيدروديناميكي پيرامون خط لوله قابل بررسي است. طراحي و بهينه سازي طول دهانه آزاد خطوط لوله هاي دريايي از اهميت بسزايي برخوردار است، طراح بايد با تعيين بسامد طبيعي لوله و از سوي ديگر با بسامد بار وارده در شرايط مختلف محيطي و تغيير در خصوصيات خط لوله و يا شرايط اجرا اقدامات لازم را براي جلوگيري از پديده تشديد انجام دهد. در اين راستا هدف از اين پژوهش پيش بيني طول دهانه آزاد مجاز خطوط لوله اي كه در ناحيه انتقالي دريا و در معرض امواج قرار دارند و همچنين تعيين بسامد نيروهاي هيدروديناميكي ناشي از موج مي باشد. اثر موج بر ميدان جريان پيرامون لوله با دو ديدگاه سازه اي و هيدروليكي مورد بررسي قرار مي گيرد و در اين راستا با مدل سازي خط لوله در شرايط هيدروليكي مختلف با تغيير بعضي از پارامتر هاي موثر در ميدان جريان اطراف لوله مانند عدد كولگان كارپنتر و فاصله لوله از بستر به بررسي و تفسير نتايج حاصله از ميدان جريان، فركانس نيروهاي هيدروديناميكي وارده و ارتعاش لوله در جهت عمود بر راستاي جريان در جريان هاي رفت و برگشتي مي پردازيم و در نهايت در شرايط مختلف هيدروليكي و تكيه گاهي طول دهانه آزاد مجاز خطوط لوله مورد بررسي را تعيين مي كنيم تا از پديده تشديد و شكست خطوط لوله جلوگيري به عمل آوريم. واژه‌هاي كليدي: طول دهانه آزاد مجاز، خطوط لوله دريايي، فركانس گردابه هاي پيرامون لوله، موج، جريان رفت و برگشتي