نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده مهندسی دریا دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استاد دانشکده مهندسی دریا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

در این مقاله، اثرات چیدمان خطوط مهار بر روی پاسخ دینامیکی سکوی اسپار خرپایی در مقیاس واقعی در موج منظم و نامنظم به صورت عددی و در حوزه زمان با استفاده از تئوری تفرق مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از یک سکوی اسپار خرپایی که اخیرا در ساحل مالزی در میدان نفتی Kikeh در نزدیکی Saba نصب شده است استفاده شد. . در ابتدا، کد Aqwaبکارگرفته شده در این مطالعه برای حرکات سه درجه آزادی سکو، با نتایج آزمایشگاهی موجود همین سکو معتبر گردید. سپس نتایج با کد DATspar که بر اساس تئوری موریسون کار می کند مقایسه شد. نتایج نشان داد که برای اوپراتور دامنه پاسخ حرکات، کد آکوا با در نظر گرفتن تفرق تطابق بهتری نسبت به کد DATspar نسبت به آزمایشگاهی دارد. مفهوم این تطابق بهتر اینست که حذف تقرق در مدلسازی این سکوها باعث جوابهای غیر واقعی می گردد و مدلسازی انجام شده در این تحقیق دقیقتر از کارهای قبلی است. پس از اطمینان از صحت و دقت نتایج، حرکات سکو در سه درجه آزادی سرج، هیو و پیچ در سه چیدمان مختلف از یک مهار چهارتایی شامل زوایای خطوط مهار 0، 22.5 و 45 درجه نسبت به موج بررسی شد. نتایج نشان داد که اثرات چیدمان های مختلف مهار بر روی دامنه حرکات سکو در موج منظم، در پریودهای کوچک ناچیز و در پریودهای بزرگتر قابل ملاحظه است. بطور کلی، دامنه حرکات با افزایش زاویه مهار نسبت به موج منظم افزایش می یابد. مطالعه حرکات سکو در موج نامنظم نشان داد که با افزایش زاویه مهار از 0 تا 22.5 درجه و سپس از 22.5 تا 45 درجه، ابتدا دامنه متوسط حرکات کاهش و سپس افزایش می یابد و کمترین دامنه متوسط حرکات در زاویه 22.5 درجه رخ می دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical analysis of the effects of mooring line configurations on the dynamic response of a truss spar platform in sea waves

نویسندگان [English]

  • M.J Ketabdari 1
  • M Bakhtiari 2
  • H Ghassemi 3

2 Faculty of Marine Technology Amirkabir University of Technology

3 Faculty of Marine Technology, Amirkabir University of Technology

چکیده [English]

In this paper, the effects of mooring lines configurations on the dynamic response on truss spar of Kikeh oil field off the coast of Malaysia near the Saba, was investigated. At first, the Aqwa code results were validated. Its results was then compared with Morison equation based DATspar code The RAO results showed that Aqwa software considering diffraction theory gives better results than DATspar code. It means that neglecting the diffraction phenomena leads to unrealistic results and modeling performed in this study is more accurate than previous work. The platform movements in three degrees of freedom in three different layouts of a four-line mooring, including the angles of 0, 22.5 and 45 degrees, respect to wave direction was investigated. The results showed that the effects of mooring configurations on the motions in regular waves in small and large amplitudes are insignificant and considerable respectively. Generally, by increasing the mooring line angle, the response amplitude is increased. For irregular waves, by increasing the mooring line angle from 0 to 22.5 and then from 22.5 to 45 relative to wave, the mean response amplitude of spar initially decreases and then increases. Nevertheless the minimum response amplitude occurs in 22.5 degrees.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Truss spar platform
  • Mooring line configuration
  • Dynamic response
  • Time domain analysis
  • Diffraction theory
  • Numerical method

[1] Chakrabarti, S.K. "Handbook of offshore engineering", Vol. 1-2, Elsevier, 2005.

[2] Downie, M. J., Graham, J. M. R., Hall, C., Incecik, A., and Nygaard, I., "An experiment investigation of motion control devices for truss spars", Marine Structures,Vol.13, pp. 75-90, 2000.

 

[3] Sadeghi, K., Incecik, A. and Dowine, M. J., "Response analysis of a truss spar in the frequency domain", Journal of Marine Science and Technology, Vol. 8, pp. 126-137, 2004.

[4] Wang, J., Berg, S., Luo, H. Y., Sablok, A. and Finn, L., "Structural design of the truss spar: an overview", Proceedings of the 11th International Offshore and Polar Engineering Stavanger, Norway, pp. 354-361, 2001.

[5] Wang, J., Zhang, B. and Berg, S. "Truss spar time domain in place structural strength analysis", Offshore Technology Conference, Houston, Texas, 2002.

[6] Mekha, B. B., Johnson, C. P. and Roesset, J. M. "Nonlinear response of a spar in deep water: different hydrodynamics and structural models", Proceeding of the 5th International Offshore and Polar Engineering Conference, The Hague, The Netherlands, pp. 462-468, 1995.

[7] Mekha, B. B., Johnson, C. P. and Roesset, J. M. "Effect of second order diffraction forces on the global response of spars", Proceeding of the 6th International Offshore and Polar Engineering Conference, Los Angeles, USA, pp. 273-280, 1996.

[8]Agarwal, A. K. and Jain, A.K."Dynamics behaviour of offshore spar platform under regular sea waves", Ocean Engineering, Vol. 30, pp. 487-516, 2003.

[9] Anam, I., Rosset, J.M. and Niedzwecki, J.M."Time domain and frequency domain analysis of spar platforms", Proceedings of the 13th International Offshore and Polar Engineering Conference, Honolulu, Hawaii, pp. 240-247, 2003.

[10] Spanos, P. D., Ghosh, R., Finn, L. D., and Halkyard, J."Coupled analysis of a spar structure: Monte Carlo and statictical Linearization solutions",Journal of Offshore Mechanics and Artic Engineering, Vol. 127, pp.11-16, 2005.

[11] Ketabdari, M. J., Mirzayie S."Dynamic Analysis of Interaction between Linear Waves and Spar Floating Platform", Civil Engineering Infrastructures Journal,Vol. 45, pp. 45- 52, 2011.

[12] Montasir, O. A., Yenduri, A.,Kurian, V. J." Effect of mooring line configurations on the dynamic responses of truss spar platforms", Ocean Engineering, Vol. 96, pp. 161-172, 2015.