بررسی آزمایشگاهی رفتار حرکتی یک سکوی شناور با مهاربند کابلی شکمدار تحت اثر نیروی موج

همانطور که قبلا اشاره شد، هدف از این پژوهش بررسی رفتار حرکتی سکوی نیمه مستغرق تحت اثر نیروی موج و کمینه سازی جابجایی های افقی و قائم آن می باشد. بدین منظور در این تحقیق دو رویکرد کلی دنبال شد. رویکرد اول ساخت مدل آزمایشگاهی سکو و انجام آزمایشات در فلوم موجساز آزمایشگاه مرکز بین المللی علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی کرمان بود. در این مرحله مدل سکوی نیمه-مستغرق با مقیاس یک صدوبیستم ساخته شد. این مدل دارای یک عرشه از جنس نئوپان به ابعاد 60×80 cm و دو عدد پانتون از جنس ام دی اف به ابعاد 70×12cm است. هر یک از پانتون ها توسط دو ستون از جنس لوله پولیکا، به طول 30 سانتیمتر و قطر 9 سانتیمتر، به عرشه متصل است. همچنین 4 عدد لوله پولیکا به طول های 110 و 80 سانتیمتر و قطر 9 سانتیمتر بمنظور تامین نیروی شناوری لازم در زیر پانتون ها تعبیه شد. برای انجام آزمایشات در عمق آبخور بیشتر یک بازوی چوبی متحرک به طول 50 سانتیمتر بین دو پانتون قرار گرفت. با قرار دادن وزنه بر روی این بازو، عمق آبخور قابل تنظیم خواهد بود. مدل سکو در آزمایشگاه تحت اثر موج سینوسی با طول موج های2/1، 1 و 8/0 متر و ارتفاع موج 4 و 6 سانتیمتر، قرار گرفت. همچنین اثرات کابل مهاری با طول های 8/1، 2 و 2/2 متر و با قطرهای3/0، 5/0 و 8/0 سانتیمتر، بر حرکت مدل مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت آزمایشات برای دو عمق آّبخور 5/5 و 19 سانتیمتر صورت گرفت و در مجموع 36 آزمایش انجام شد. در هر آزمایش جابجایی مدل با استفاده از سنسورهای صوتی در جهت افقی و قائم بطور همزمان اندازه گیری شد. رویکرد دوم، تحلیل داده های بدست آمده از آزمایشات و تعیین مدل ریاضی رفتار حرکتی مدل بود. از آنجا که حرکت سکو در اثر برخورد موج بصورت شبه سینوسی است، بر روی داده های بدست آمده یک تابع شبه سینوسی 8 جمله ای با استفاده از نرم افزار matlab برازش گشت. سپس مقدار بهینه برای هر یک از پارامترها جهت کمینه سازی حرکت مدل، توسط الگوریتم qpso-dm در نرم افزار matlab بدست آمد. مقادیر بهینه بدست آمده از الگوریتم مذکور عبارت است از: طول کابل(l) 7/144 سانتیمتر، قطر کابل(d) 08/0 سانتیمتر، فاصله نقطه مهار کابل به کف فلوم تا مدل(x) 65 سانتیمتر، ارتفاع موج(h) 39/4 سانتیمتر، عمق آبخور(d) 20 سانتیمتر و طول موج(l) 40 سانتیمتر. با کاربرد این مقادیر، جابجایی سازه به کمترین مقدار ممکن می رسد.