بروزرسانی مدل اجزا محدود سکوی فراساحلی شابلونی با استفاده از سیستم ترکیبی فازی-ژنتیک وگروه کریل (مطالعات موردی سکوی spd9)

سکو های ثابت شابلونی از جمله متداول ترین سکو های فراساحلی هستند. این نوع سکو ها در ایران به طور گسترده ای برای استخراج نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند. عوامل زیادی باعث ایجاد آسیب در سکوهای نفتی می شود که می توان به ضربه کشتی، خوردگی و خستگی اشاره کرد. در سال های اخیر و در فضای تحقیقاتی، پایش سلامتی سازه مورد توجه خاصی قرارگرفته است. تحقیقات پایش سلامتی سازه هر دو مسئله اقتصادی و امنیت جانی را شامل می شود. برای عیب یابی سازه های فراساحلی، قسمت عمده ای از سازه برای اندازه گیری در دسترس نمی باشد. روش رایج در صنعت برای پایش سلامتی این سازه ها، شبیه سازی سناریو های مختلف به صورت عددی و به دست آوردن فرکانس های تشدید با استفاده از این شبیه سازی و مقایسه این تغییرات با داده های اندازه گیری شده سکو می باشد. بروز رسانی مدل المان محدود بر اساس نتایج آزمایشگاهی و یا میدانی موجود از مدل واقعی انجام می گیرد که بر مبنای آن می توان یک مدل عددی پایه جهت تولید مجموعه داده های مورد اعتماد به دست آورد. در روش های عیب یابی در قالب مفهوم پایش سلامت سازه نیز، مبنای کار ارزیابی مدل المان محدود تغییر یافته (سازه معیوب شده) در مقایسه با یک مدل المان محدود پایه می باشد. بنابراین اساس الگوریتم های مورد استفاده در فرآیند بروز رسانی و همچنین فرآیند عیب یابی سازه دارای ساختار یکسانی می باشند. در پایش سلامتی سازه به علت محدود بودن داده های اندازه گیری شده، از مدل های ریاضی جهت گسترش داده ها استفاده می شود و با بهره گیری از داده های شبیه سازی شده، الگو های شناسایی مناسب برای ردیابی بین محل خرابی و اندازه خرابی ها طراحی می شود. معمولاً در این روش ها از الگوریتم هایی همانند شبکه عصبی برای انجام شناسایی الگو ها کمک گرفته می شود. اما فهم شبکه های عصبی دشوار است. در این پژوهش سعی شده تا روش های جایگزین مطرح و مورد ارزیابی قرار گیرند. از آن جمله، ساختار قدرتمند ژنتیک فازی و سیستم ترکیبی الگوریتم گروه کریل و منطق فازی برای پایش سلامتی سازه در سکو های شابلونی است. الگوریتم گروه کریل یکی از جدید ترین الگوریتم ها بر پایه هوش جمعی و الگوریتم ژنتیک کاربردی ترین الگوریتم تکاملی است که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس آنچه بیان شد، ابتدا مدل آزمایشگاهی سکو شابلونی spd9 جهت به دست آوردن پارامترهای مودال تجربی با استفاده از رفتار ارتعاشی سازه استفاده شد. مدل المان محدود سازه با استفاده از نرم افزار abaqus ساخته شد و با کمک نتایج به دست آمده از مدل فیزیکی بروز رسانی مدل عددی انجام شد. تأثیرات عدم قطعیت ها در مدل تجربی و عددی لحاظ گردید تا به روشی صحیح و کارا در برابر عدم قطعیت ها جهت شناسایی خرابی و پایش سلامتی سازه دست پیدا گردد. منطق فازی روش استنتاجی قوی و منعطفی را برای مسائل با عدم قطعیت ارائه می دهد و برای پایش سلامتی سازه به دلیل وجود خروجی های زبان شناختی بسیار مفید است. ترکیب منطق فازی و الگوریتم های هوشمند منجر به یک محاسبات نرم پیشرفته به نام سیستم ترکیبی الگوریتم هوشمند و منطق فازی می گردد. در این سیستمِ ترکیبی، الگوریتم های هوشمند تنظیم کننده توابع عضویت و قوانین فازی در سیستم استنتاج فازی هستند. با نشان دادن سیستم های ترکیبی الگوریتم هوشمند و منطق فازی در این پژوهش به عنوان ساختار پیچیده پیشرفته، سیستم جدید و قدرتمندی برای پایش سلامتی سازه بیان شده است. بر اساس نتایج مشاهده شده الگوریتم های هوشمند عملکرد مناسبی را با وجود اعمال نویز به داده های ورودی از خود نشان دادند.