بررسی آسیب خستگی ناشی از نیروی موج در دهانه آزاد خطوط لوله فراساحلی

پیدایش دهانه آزاد بعلت وجود ناهمواریهای بستر در اثر پدیده آب شستگی، مساله ای اجتناب ناپذیر برای خطوط لوله فراساحلی، که به صورت غیر مدفون بر روی بستر دریا قرار گرفته اند، می باشد. در اثر ایجاد دهانه آزاد، مساله رخدادن جریانات گردابه ای در پیرامون این خطوط و اندرکنش نیروهای دینامیکی وارده از طرف سیال به این خطوط، امکان ایجادپدیده تشدید را افزایش می دهد. لذا در طراحی خطوط لوله فراساحلی یکی از نکات مهم تعیین میزان تخریب خستگی در اثر نیروهای هیدرودینامیکی موج و جریان بر روی دهانه آزاد می باشد. دراین تحقیق به بررسی پدیده خستگی در اثر نیروی هیدرودینامیکی موج ب ردهانه آزاد ایجاد شده در خطوط لوله ی واقع بر بستر دریا در ناحیه فراساحلی پرداخته شده است. به این منظور ابتدا برای یک رایط در نظر گرفته شده موج، به وسیله طیف جان – سواپ طیف انرژی موج تخمین زده می شود و سپس با بکارگیری نظریه موج خطی و رابطه مورسیون نیروی ناشی از موج نسبت به زمان به دست می آید. سپس با مدل کردن دهانه آزاد با استفاده از روش اجزاء محدود، به تحلیل تنش و کرنش ایجاد شده بر دهانه آزاد پرداخته میشود. در انتها به بکارگیری روش های جمع آثار در بررسی خستگی و تاریخچه تنش و کرنش به دست آمده از تحلیل، میزان آسیب خستگی ناشی از موج بر دهانه آزاد در طول یک سال و برای طول ها و عمق های متفاوت محاسبه میشود.

Keywords:

خستگی , دهانه آزاد , لوله های فراساحلی , موج , اجزاء محدود , طیف جان - سواپ , معادله موریسون , روش جریان بارش