مطالعه مقایسه ای در عملیات راه اندازی جکت در دریای چین جنوبی Comparative study on a jacket launching operation in South China Sea
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2016
توضیحات
رشته های مرتبط: مهندسی عمران، سازه، سازه های دریایی
: راه اندازی یک عملیات اولیه ضروری برای jacket های بزرگ در آب های عمیق است. نیروها و واکنش های حرکتی نقاط کلیدی در طی یک عملیات راه اندازی، اندازه گیری شده که می توانند به عنوان یک معیار برای نتایج آزمایشگاهی وعددی باشند و از این رو اعتماد بیشتری به عملیات زیر ایجاد کنند. این مقاله یک مطالعه جامع را ارائه می دهد که در آن اندازه گیری های میدانی، نتایج عددی و تجربی به منظور بررسی روند پویایی راه اندازی یک jacket بزرگ مقایسه می شود. تفاوت بین داده های اندازه گیری میدانی و نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل حساسیت شامل موقعیت و barge trim و ضریب اصطکاک در امتداد مسیرهای skid-way با استفاده از مدل عددی کالیبره شده انجام می شود. تلاش ها باعث روشن شدن اثر ضریب drag در مدل های شبیه سازی- froude از طریق شبیه سازی مدل های آزمایشگاهی مقیاس داده شده و شبیه سازی های عددی خاص شده است. معرفی: راه اندازی یکی از وظایف مهم در هنگام نصب فرا ساحلی یک jacket است و شامل خطرات قابل توجه و چالش های فنی، به خصوص برای jacket های بزرگ است. همانطور که jacket در طولskid-way می لغزد، trim و آبخور bargee راه انداز (bargee launching) تغییر می کند و در نتیجه، پاسخ حرکتی barge را تحت تاثیر قرار می دهد. هنگامی که jacket شروع به مایل شدن در ابتدای بازوی شیب دار ((rocker arm می کند، که خطرناک ترین مرحله عملیات است، بار rocker arms به حداکثر مقدار خود می رسد. پس از جدا شدن از barge، jacket بطور نوسانی در آب فرو میرود تا برای رسیدن به حداکثر عمق که می تواند فرو برود، تا جایی که ممکن است بسیار نزدیک به کف دریا باشد. بنابراین، مهم است که ایمنی نیروها و واکنش های حرکتی چنین سیستم راه اندازی را پیش بینی کنید. برای پیش بینی درست پاسخ های کلیدی حرکت، مطالعات متعددی از عملیات راه اندازی jacket انجام شده است. Honarvar و همکاران (۲۰۰۸) یک مدل آزمایشی و یک شبیه سازی عددی عملیات راه اندازی jacket را مقایسه کرد. تفاوت بین نتایج آزمایشگاهی و عددی شناسایی شد و ارتباط بین عدد رینولدز (Re) و ضریب drag هیدرودینامیک (CD) مورد بحث قرار گرفت. با توجه به بارهای سازه ای و پاسخ های حرکتی، تست مدل ها و شبیه سازی های عددی نیز برای عملیات راه اندازی انجام شد. جو و همکاران (۲۰۰۱) اثرات پارامترهای مختلف (ابعاد barge و jacket و شرایط اولیه barge) را بر روی عملیات راه اندازی بر اساس نرم افزار تجزیه و تحلیلی SACS ارائه کرد. نتایج نشان داد که بار متوسط و تأثیر نیروها بر روی jacket میتواند با افزایش زاویه trim (موقعیت، تراز) و آبخور کاهش یابد، در حالی که زاویه trim و آبخور تاثیر مرزی(کم) بر روی عمق نفوذ (فرورفتن در آب)jacket داشت. Xiong و همکاران (۲۰۱۳) عملیات راه اندازی نوعی jacket را با مقایسه تست مدل ها و شبیه سازی های عددی مورد بررسی قرار دادند. این نویسندگان توافق خوبی بین دامنه حرکتی pitch و بار سازه ای با استفاده از دو روش مختلف گزارش دادند. تأخیر زمانی نیز در مدل آزمایشی با توجه به مقیاس و اندازه تاثیرات مشاهده شد. برای به دست آوردن درک بهتر از راه اندازی jacket، تلاش برای ایجاد تکنیک های قابل اعتماد برای اندازه گیری های میدانی انجام شده است. بر اساس اندازه گیری های میدانی راه اندازی jacket Liwan 3-1، یک سری از تحلیل های راه اندازی jacket انجام شد. او و همکاران (۲۰۱۳) یک مطالعه تطبیقی بر اساس تجزیه و تحلیل عددی و اندازه گیری میدانی انجام دادند که نشان می دهد که اثر ضریب اصطکاک جنبشی (Cf)در امتداد مسیرهای skid-wayتوجه است. ژانگ و همکاران (۲۰۱۳) آزمایشی برای بررسی مسیرهای راه اندازی (launching trajectory) انجام داد و بیشتر نتایج تجربی را با اندازه گیری میدانی مقایسه کرد. این مطالعه نشان داد که Cf در امتداد skid-way باید تا ۰٫۰۴ کاهش یابد تا اطمینان از تشابه آن با جنبشی داشته باشد.یک روش پردازش داده های اصلی از اندازه گیری میدانی توسط Chen و همکاران ارائه شده است (۲۰۱۳). در مطالعه خود، قانون کامپوزیت Simpson برای به دست آوردن مسیر حرکت jacket و bargeاستفاده شد. این حرکات مسیریابی از اندازه گیری میدانی راه اندازی jacket Liwan 3-1 بدست آمد و توسط Chen et al ارائه شد. (۲۰۱۴٫(b. اندازه گیری های میدانی سازه های فرا ساحلی و پاسخ های دینامیکی آنها در موقعیت دریای واقعی برای اعتبارسنجی به شبیه سازی های عددی و برای اعمال مشکلات طراحی مهندسی دریایی مطلوب است (Drazen et al)، (۲۰۱۲). با این حال، با توجه به چالش های فنی و اقتصادی مختلف، تاکید بیشتر بر روی نظارت بر سکوعملیاتی در مقایسه با اندازه گیری های میدانی از روش های نصب و راه اندازی دریایی، مانند راه اندازی jacket ،است. این مقاله ارائه یک مطالعه مقایسه ای از اندازه گیری های میدانی، مدل های آزمایشی مقیاس داده شده و شبیه سازی های عددی بر اساس اندازه گیری های میدانی حاصل از راه اندازی jacket بزرگ ۳۴-۱ Panyu می باشد. بخش ۲ به طور خلاصه سیستم راه اندازی jacket را از لحاظ مراحل راه اندازی، barge و jacket و شرایط راه اندازی اولیه jacket را توضیح می دهد. تنظیمات آزمایشی به طور خلاصه در بخش ۳ ارائه شده است. شرایط محیطی در طی عملیات راه اندازی نیز در این بخش روشن شده است. برای اعتبار سنجی نتایج تجربی و درک بیشتر پویایی های(حرکت مکانیکی) راه اندازی، اندازه گیری های میدانی انجام شد و سری زمانی حرکات barge و jacket و بار بازوها(rocker arm) به عنوان بخشی از اندازه گیری میدانی اندازه گیری شد. بخش ۴ تنظیم پیکربندی(شکل بندی) سیستم اندازه گیری میدانی را مورد بحث قرار می دهد. بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود که اندازه گیری هایی که در طول عملیات راه اندازی jacket بدست می آید، به اندازه کافی قابل اطمینان و معتبر هستند به همین منظور تجهیزات مکانی و خطاهای اندازه گیری نیز در بخش ۴ آمده است. بر اساس داده های اندازه گیری میدانی، شبیه سازی های عددی معتبر و کالیبره می شوند. بخش ۵ به طور خلاصه به پیشینه نظری راه اندازی jacket تحت فرض وضعیت ثابت دریایی و حرکت دو بعدی می دهد. با استفاده از مدل عددی کالیبره شده، تحلیل حساسیت به منظور تعیین تأثیرات زاویه تراز barge و آبخور، مرکز ثقل jacket(COG) و ضریب اصطکاک جنبشی در طول مسر skid-way ،انجام می شود.
: راه اندازی یک عملیات اولیه ضروری برای jacket های بزرگ در آب های عمیق است. نیروها و واکنش های حرکتی نقاط کلیدی در طی یک عملیات راه اندازی، اندازه گیری شده که می توانند به عنوان یک معیار برای نتایج آزمایشگاهی وعددی باشند و از این رو اعتماد بیشتری به عملیات زیر ایجاد کنند. این مقاله یک مطالعه جامع را ارائه می دهد که در آن اندازه گیری های میدانی، نتایج عددی و تجربی به منظور بررسی روند پویایی راه اندازی یک jacket بزرگ مقایسه می شود. تفاوت بین داده های اندازه گیری میدانی و نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل حساسیت شامل موقعیت و barge trim و ضریب اصطکاک در امتداد مسیرهای skid-way با استفاده از مدل عددی کالیبره شده انجام می شود. تلاش ها باعث روشن شدن اثر ضریب drag در مدل های شبیه سازی- froude از طریق شبیه سازی مدل های آزمایشگاهی مقیاس داده شده و شبیه سازی های عددی خاص شده است. معرفی: راه اندازی یکی از وظایف مهم در هنگام نصب فرا ساحلی یک jacket است و شامل خطرات قابل توجه و چالش های فنی، به خصوص برای jacket های بزرگ است. همانطور که jacket در طولskid-way می لغزد، trim و آبخور bargee راه انداز (bargee launching) تغییر می کند و در نتیجه، پاسخ حرکتی barge را تحت تاثیر قرار می دهد. هنگامی که jacket شروع به مایل شدن در ابتدای بازوی شیب دار ((rocker arm می کند، که خطرناک ترین مرحله عملیات است، بار rocker arms به حداکثر مقدار خود می رسد. پس از جدا شدن از barge، jacket بطور نوسانی در آب فرو میرود تا برای رسیدن به حداکثر عمق که می تواند فرو برود، تا جایی که ممکن است بسیار نزدیک به کف دریا باشد. بنابراین، مهم است که ایمنی نیروها و واکنش های حرکتی چنین سیستم راه اندازی را پیش بینی کنید. برای پیش بینی درست پاسخ های کلیدی حرکت، مطالعات متعددی از عملیات راه اندازی jacket انجام شده است. Honarvar و همکاران (۲۰۰۸) یک مدل آزمایشی و یک شبیه سازی عددی عملیات راه اندازی jacket را مقایسه کرد. تفاوت بین نتایج آزمایشگاهی و عددی شناسایی شد و ارتباط بین عدد رینولدز (Re) و ضریب drag هیدرودینامیک (CD) مورد بحث قرار گرفت. با توجه به بارهای سازه ای و پاسخ های حرکتی، تست مدل ها و شبیه سازی های عددی نیز برای عملیات راه اندازی انجام شد. جو و همکاران (۲۰۰۱) اثرات پارامترهای مختلف (ابعاد barge و jacket و شرایط اولیه barge) را بر روی عملیات راه اندازی بر اساس نرم افزار تجزیه و تحلیلی SACS ارائه کرد. نتایج نشان داد که بار متوسط و تأثیر نیروها بر روی jacket میتواند با افزایش زاویه trim (موقعیت، تراز) و آبخور کاهش یابد، در حالی که زاویه trim و آبخور تاثیر مرزی(کم) بر روی عمق نفوذ (فرورفتن در آب)jacket داشت. Xiong و همکاران (۲۰۱۳) عملیات راه اندازی نوعی jacket را با مقایسه تست مدل ها و شبیه سازی های عددی مورد بررسی قرار دادند. این نویسندگان توافق خوبی بین دامنه حرکتی pitch و بار سازه ای با استفاده از دو روش مختلف گزارش دادند. تأخیر زمانی نیز در مدل آزمایشی با توجه به مقیاس و اندازه تاثیرات مشاهده شد. برای به دست آوردن درک بهتر از راه اندازی jacket، تلاش برای ایجاد تکنیک های قابل اعتماد برای اندازه گیری های میدانی انجام شده است. بر اساس اندازه گیری های میدانی راه اندازی jacket Liwan 3-1، یک سری از تحلیل های راه اندازی jacket انجام شد. او و همکاران (۲۰۱۳) یک مطالعه تطبیقی بر اساس تجزیه و تحلیل عددی و اندازه گیری میدانی انجام دادند که نشان می دهد که اثر ضریب اصطکاک جنبشی (Cf)در امتداد مسیرهای skid-wayتوجه است. ژانگ و همکاران (۲۰۱۳) آزمایشی برای بررسی مسیرهای راه اندازی (launching trajectory) انجام داد و بیشتر نتایج تجربی را با اندازه گیری میدانی مقایسه کرد. این مطالعه نشان داد که Cf در امتداد skid-way باید تا ۰٫۰۴ کاهش یابد تا اطمینان از تشابه آن با جنبشی داشته باشد.یک روش پردازش داده های اصلی از اندازه گیری میدانی توسط Chen و همکاران ارائه شده است (۲۰۱۳). در مطالعه خود، قانون کامپوزیت Simpson برای به دست آوردن مسیر حرکت jacket و bargeاستفاده شد. این حرکات مسیریابی از اندازه گیری میدانی راه اندازی jacket Liwan 3-1 بدست آمد و توسط Chen et al ارائه شد. (۲۰۱۴٫(b. اندازه گیری های میدانی سازه های فرا ساحلی و پاسخ های دینامیکی آنها در موقعیت دریای واقعی برای اعتبارسنجی به شبیه سازی های عددی و برای اعمال مشکلات طراحی مهندسی دریایی مطلوب است (Drazen et al)، (۲۰۱۲). با این حال، با توجه به چالش های فنی و اقتصادی مختلف، تاکید بیشتر بر روی نظارت بر سکوعملیاتی در مقایسه با اندازه گیری های میدانی از روش های نصب و راه اندازی دریایی، مانند راه اندازی jacket ،است. این مقاله ارائه یک مطالعه مقایسه ای از اندازه گیری های میدانی، مدل های آزمایشی مقیاس داده شده و شبیه سازی های عددی بر اساس اندازه گیری های میدانی حاصل از راه اندازی jacket بزرگ ۳۴-۱ Panyu می باشد. بخش ۲ به طور خلاصه سیستم راه اندازی jacket را از لحاظ مراحل راه اندازی، barge و jacket و شرایط راه اندازی اولیه jacket را توضیح می دهد. تنظیمات آزمایشی به طور خلاصه در بخش ۳ ارائه شده است. شرایط محیطی در طی عملیات راه اندازی نیز در این بخش روشن شده است. برای اعتبار سنجی نتایج تجربی و درک بیشتر پویایی های(حرکت مکانیکی) راه اندازی، اندازه گیری های میدانی انجام شد و سری زمانی حرکات barge و jacket و بار بازوها(rocker arm) به عنوان بخشی از اندازه گیری میدانی اندازه گیری شد. بخش ۴ تنظیم پیکربندی(شکل بندی) سیستم اندازه گیری میدانی را مورد بحث قرار می دهد. بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود که اندازه گیری هایی که در طول عملیات راه اندازی jacket بدست می آید، به اندازه کافی قابل اطمینان و معتبر هستند به همین منظور تجهیزات مکانی و خطاهای اندازه گیری نیز در بخش ۴ آمده است. بر اساس داده های اندازه گیری میدانی، شبیه سازی های عددی معتبر و کالیبره می شوند. بخش ۵ به طور خلاصه به پیشینه نظری راه اندازی jacket تحت فرض وضعیت ثابت دریایی و حرکت دو بعدی می دهد. با استفاده از مدل عددی کالیبره شده، تحلیل حساسیت به منظور تعیین تأثیرات زاویه تراز barge و آبخور، مرکز ثقل jacket(COG) و ضریب اصطکاک جنبشی در طول مسر skid-way ،انجام می شود.
Description
Launching is an essential initial operation for mega deep-water jackets. The forces and motion responses of key points were measured during such a launching operation, which can serve as a benchmark for the experimental and numerical results and hence can provide more confidence in following operations. This paper presents a comprehensive study in which field measurements, numerical and experimental results are compared to investigate the dynamic process of launching a mega jacket. The differences between the field measurement data and experimental results are investigated. The sensitivity analyses including the barge trim and draft and the friction coefficient along the skid-ways are performed using the calibrated numerical model. Attempts are made to clarify the effect of the drag coefficient in the Froudesimilarity models through a comparison of the scaled model tests and the specific numerical simulations.
