تحلیل دینامیکی سکوهای ثابت دریایی تحت اثر امواج با درنظر گرفتن اندرکنش موج و سازه

پیشرفتهایی که در صنعت مهندسی دور از ساحل در سالهای اخیر داشته، باعث شته است ، طراحی و ساخت سکوهای دریایی برای عمقهای زیاد و شرایط پیچیده دریایی بصورت بهینه انجام گیرد. در این راستا سکوها با طراحی بهینه دارای انعطاف پذیری بیشتری نسبت به سکوهای قبلی هستند. افزایش انعطاف پذیری چنین سازه هایی به معنای افزایش تغییر مکان و نوسانات آنها تحت شرایط حدی می باشد. لذا در تحلیل و طراحی آنها بایستی اثرات حرکت سازه بروی رفتار آنها مورد بررسی قرار گیرد. نیروی عمده وارد بر سکوها ناشی از اثر امواج می باشد و این نیرو باعث حرکت سازه می گردد. از طرفی دیگر با حرکت سازه نیروی ناشی از امواج تغییر می کند، لذا در سازه های انعطاف پذیر بحث اندرکنش سازه و موج مطرح می گردد. در روشهای سنتی (کلاسیک) تحلیل سکوهای ثابت دریایی از اثر حرکت سازه و اندرکنش سازه و موج صرف نظر می گردد. ولی با توجه به موارد فوق در شرایطی که پاسخ سازه قابل توجه باشد بایستی اثر جرکت سازه در نیروها لحاظ گردد. در تحقیق حاضر اندرکنش سازه و موج و اثر حرکت سازه بروی پاسخ مورد بررسی قرار گرفته و دو روش مشهور (سرعت مطلق) و (سرعت نسبی) برای تحلیل سکوهای ثابت دریایی با یکدیگر مقاسیه شده اند. در این رابطه تفاوت نسبی پاسخهای محاسبه شده با دو روش مذکور مورد بررسی قرار گرفته است . مدلهای سازه ای از لحاظ سختی و زمان تناوب طبیعی نوسانات متفاوت بوده و حالات بارگذاری نیز از لحاظ ارتفاع و زمان تناوب موج طراحی و ضرایب هیدرودینامیکی نیرو (دراگ و اینرسی)، مختلف می باشند. همچنین در این تحقیق به اثرات زمانهای تناوب طبیعی، سختی سازه و موج طراحی در مقادیر پاسخ، پرداخته شده است . سینماتیک ذرات سیال، در همه حالات بارگذاری بنا به تئوری استوکس مرتبه پنجم محاسبه شده است . همچنین جهت محاسبه نیرو، فرمول موریسون بکار رفته است . تحلیل سازه توسط نرم افزار ansys صورت گرفته و از توانایی این نرم افزار در اعمال نیروهای ناشی از امواج بنا به مدل سرعت نسبی استفاده شده است . بدلیل عدم توانایی این نرم افزار در اعمال نیروهای ناشی از امواج براساس مدل سرعت مطلق، برای انجام این منظور، نرم افزاری تهیه شده و مورد استفاده قرار گرفته است . نتایج این تحقیق نشان می دهد که بدلیل محتوای فرکانسی بارگذاری (ناشی از تئوری استوکس مرتبه پنج)، زمان تناوب طبیعی و سختی سازه و ضرایب نیرو (دراگ و اینرسی) دارای تاثیر بسزایی در پاسخ سازه هستند و الزاما به این گونه نیست که با دور شدن زمان تناوب طبیعی سازه از زمان تناوب موج طراحی، پاسخها مرتبا کاهش یابند. همچنین مشاهده می شود که اگرچه در اکثر مدلهای سازه ای - بارگذاری، پاسخ در مدلهای بارگذاری شده توسط مدل سرعت مطلق دارای مقادیر بزرگتری است ، ولی در مواردی سرعت نسبی منتهی به پاسخهای بزرگتری می شود. لذا روش مرسوم عدم درنظر گرفتن اثر حرکت سازه در محاسبه بارهای وارد بر سازه و تحلیل آن، در شرایطی ممکن است منجر به نتایجی کمتر از مقدار واقعی گردد.