تحليل عددي اثر چيدمان خطوط مهار بر پاسخ ديناميكي سكوي اسپار خرپايي در امواج دريا

Numerical analysis of the effects of mooring line configurations on the dynamic response of a truss spar platform in sea waves

در اين مقاله، اثرات چيدمان خطوط مهار بر روي پاسخ ديناميكي سكوي اسپار خرپايي در مقياس واقعي در موج منظم و نامنظم به صورت عددي و در حوزه زمان با استفاده از تئوري تفرق مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور از يك سكوي اسپار خرپايي كه اخيرا در ساحل مالزي در ميدان نفتي Kikeh در نزديكي Saba نصب شده است استفاده شد. . در ابتدا، كد Aqwa بكارگرفته شده در اين مطالعه براي حركات سه درجه آزادي سكو، با نتايج آزمايشگاهي موجود همين سكو معتبر گرديد. سپس نتايج با كد DATspar كه بر اساس تئوري موريسون كار مي كند مقايسه شد. نتايج نشان داد كه براي اوپراتور دامنه پاسخ حركات، كد آكوا با در نظر گرفتن تفرق تطابق بهتري نسبت به كد DATspar نسبت به آزمايشگاهي دارد. مفهوم اين تطابق بهتر اينست كه حذف تقرق در مدلسازي اين سكوها باعث جوابهاي غير واقعي مي گردد و مدلسازي انجام شده در اين تحقيق دقيقتر از كارهاي قبلي است. پس از اطمينان از صحت و دقت نتايج، حركات سكو در سه درجه آزادي سرج، هيو و پيچ در سه چيدمان مختلف از يك مهار چهارتايي شامل زواياي خطوط مهار 0، 22.5 و 45 درجه نسبت به موج بررسي شد. نتايج نشان داد كه اثرات چيدمان هاي مختلف مهار بر روي دامنه حركات سكو در موج منظم، در پريودهاي كوچك ناچيز و در پريودهاي بزرگتر قابل ملاحظه است. بطور كلي، دامنه حركات با افزايش زاويه مهار نسبت به موج منظم افزايش مي يابد. مطالعه حركات سكو در موج نامنظم نشان داد كه با افزايش زاويه مهار از 0 تا 22.5 درجه و سپس از 22.5 تا 45 درجه، ابتدا دامنه متوسط حركات كاهش و سپس افزايش مي يابد و كمترين دامنه متوسط حركات در زاويه 22.5 درجه رخ مي دهد.

In this paper, the effects of mooring lines configurations on the dynamic response on truss spar of Kikeh oil field off the coast of Malaysia near the Saba, was investigated. At first, the Aqwa code results were validated. Its results was then compared with Morison equation based DATspar code The RAO results showed that Aqwa software considering diffraction theory gives better results than DATspar code. It means that neglecting the diffraction phenomena leads to unrealistic results and modeling performed in this study is more accurate than previous work. The platform movements in three degrees of freedom in three different layouts of a four-line mooring, including the angles of 0, 22.5 and 45 degrees, respect to wave direction was investigated. The results showed that the effects of mooring configurations on the motions in regular waves in small and large amplitudes are insignificant and considerable respectively. Generally, by increasing the mooring line angle, the response amplitude is increased. For irregular waves, by increasing the mooring line angle from 0 to 22.5 and then from 22.5 to 45 relative to wave, the mean response amplitude of spar initially decreases and then increases. Nevertheless the minimum response amplitude occurs in 22.5 degrees.