ارزیابی پاسخ دینامیکی غیر خطی سکوی ستونی تحت اثر نیروهای هیدوردینامیکی

برای بهره برداری ازمخازنعظیم نفت و گاز در آبهای عمیق به سکوهای مناسب برای این اعماق نیاز است .از جمله چنین سکوهایی می توان از سکوی ستونی نام برد. سکوی ستونی یک سکوی شناور است که در آبهای عمیق به طور اقتصادی برای مقاصدی همچون حفاری، استخراج، پالایش، ذخیره و تخلیه ذخایر فسیلی زیر بستر دریابه کار می رود. با توجه به حجم بالای این ذخایر در دریای خزر و عمق بالای این دریا در بخش جنوبی آن که آبهای ساحلی ایران را تشکیل می دهد، آگاهی از تکنولوژی این نوع سکوها مفید می باشد.از اینرو در این مقاله به ارزیابی رفتار دینامیکی غیر خطی سکوی ستونی بر اثر امواج با استفاده از نرم افزار آباکوس- اکوا و ایجاد یک کد پرداخته شده است.برای این منظور بدنه استوانه ای سکو را به صورت یک جسم صلب با شش درجه آزادی و با استفاده از المانهای تیرصلب مدل می کنیم .سیستم مهاربندی از نوع زنجیری ترکیبی بوده و معادله حرکت سکو با و بدون در نظر گرفتن ماتریس سختی مهارها و ایجاد یک کد برای خطوط مهار و با وارد نمودن آن در نرم افزار حل گردیده است. امواج به صورت تک جهتی و منظم مدل شده اند و جهت محاسبه سینماتیک موج برخوردی از تئوری استوکس مرتبه پنجم استفاده شده است. نیروی هیدرودینامیکی امواج بوسیله معادله اصلاح شده موریسون محاسبه شده است. معادله حرکت دینامیکی در حوزه زمان و بر اساس آنالیز دینامیکی غیر خطی ضمنی و با استفاده از روش بتای نیومارک حل شده است.همچنین پریود طبیعی سکو با استفاده از کد آباکوس و روش تحلیلی بدست آمده و با نتایج آزمایشگاهی جهت اعتبار سنجی مدل سکو مقایسه شده است.در نهایت پاسخ سازه در شش درجه آزادی بر اثر تغییر پارامترهای هیدرودینامیکی موج و با اعمال نیروی ناشی از خطوط مهار برای یک سکوی ستونی واقعی بدست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج حاصل جهت مشخص کردن بیشترین جابجایی سکو از حالت تعادل، برای طراحی سکوی ستونی و سیستم های متصل به آن ضروری است

کلیدواژه ها:

نیروهای هیدرودینامیکی ، سکوی ستونی ، دینامیک غیر خطی سکوهای ستونی ، سیستم مهاربندی زنجیری ترکیبی