پاسخ خطوط لوله با دهانه آزاد به ارتعاشات خود القای گرایی

جریان های دریا خطوط لوله دریایی که به دلیل ناهمواری های بستر دچار دهانه آزاد میشوند را در معرض جریانی از ورتکس ها قرار میدهند که باعث تحریک نوسانات شده و به اسم ارتعاشات القایی توسط ورتکس ها VIV شناخته میشود. زمانی که فرکانس VIV به فرکانس طبیعی سازه نزدیک میشود، باعث ایجاد رزونانس میگردد. در نتیجه دامنه ارتعاشات سازه افزایش یافته و ممکن است پیامدهای تخریبی به دنبال داشته باشد. در نتیجه به توجه به شرایط دریایی مورد نظر، مقدار بیشینه ای برای دهانه آزاد خط لوله پیش بینی میشود. در حال حاضر پیشبینی این پدیده ها، یکی از چالش بر انگیزترین پدیده ها در صنایع فراساحل میباشد. در این مقاله پس معرفی کامل پدیده جریان ورتکس ها و ارتعاشات القایی آن، مدل سازی عددی یک لوله به صورت دو بعدی با اندرکنش سازه و سیال انجام شده است. جریان ورتکس ها در اطراف استوانه به صورت عددی توسط معادلات LES مدل سازی شده است. عدد رینولدز استفاده شده در شبیه سازی در محدوده 4000-3000 می باشد. با استفاده از نرم افزار Ansys CFX دامنه بیشینه ارتعاشات استوانه ناشی از جریان ورتکس ها در جهت عمود بر جریان تخمین زده شده است

Keywords:

ارتعاشات خودالقاءگرایی , جریان ورتکس ها , دهانه آزاد خطوط لوله , مدل سازی عددی