عملكرد لنگر توليدي حاصل از مخزن مستغرق متحرك در كاهش دامنه پاسخ سكوي ثابت برجي

PERFORMANCE OF AN OSCILLATING SUBMERGED TANK IN RESPONSE REDUCTION OF FIXED OFFSHORE PLATFORMS

در مقاله حاضر، يك طرح جديد و ابتكاري جهت كاهش پاسخ سكوهاي ثابت دريايي با به كارگيري يك مخزن متحرك مستغرق مورد بررسي قرار گرفته است. اين طرح شامل سكويي چهارپايه مي باشد كه مهاربندهاي آن در قسمت تحتاني حذف شده و مخزن مستغرق متحركي كه داراي نيروي شناوري است، به آن افزوده شده است. ايجاد نيروي كششي متغير وابسته به پاسخ مخزن در پايه ها به همراه لنگر بازگرداننده خارجي، الگوي توزيع بار داخلي را تغيير داده و موجب ايجاد سختي افزوده وابسته به زمان شده است. فرايند تحليل استاتيكي با در نظر گرفتن اثرات غير خطي هندسي و تغيير شكل-هاي بزرگ انجام گرفته كه براي اين منظور، از برنامه اي مفصل كه در محيط متلب توسعه داده شده، استفاده شده است. با انجام تحليل هاي استاتيكي مشخص شد كه مخزن با حركت خود، لنگر بازگرداننده اي توليد مي كند كه موجب كاهش دامنه پاسخ سكو مي گردد. ميزان لنگر توليدي به حجم مخزن و دامنه نوسان آن وابسته است كه مي توانند به درستي انتخاب گردند. البته اين مطلب زماني مي تواند مفيد باشد كه مخزن به عمقي مناسب برده شود تا از نيروي امواج در امان باشد. شايان ذكر است كه استفاده از مخزن مستغرق متحرك در سكوهاي نرمتر مناسبتر است يا به عبارت ديگر با افزايش عمق آب قرارگيري سكو عملكرد سيستم بهبود مي يابد.

In this paper, a concept is presented for decreasing the response amplitude of fixed offshore platforms using a movable submerged tank. The idea is based on utilization of the tank’s buoyancy and inertia forces to reduce the responses of the platform. In this concept, a four-legged platform is investigated in which braces are removed in lower levels, and the movable submerged tank including substantial amount of buoyancy force is added. As a result of the tank oscillation, the upward buoyancy force causes a reversible moment which depends on the tank position and time. Actually, tank movement changes the internal forces distribution pattern that could produce time dependent stiffness. The non-linear and large displacement effects are considered in the static analyses using a program developed by employing MATLAB software. Results of static analyses indicate the tank efficacy in decreasing the displacement amplitude of the platform. The performance of the concept can be improved by taking an appropriate volume and oscillation amplitude for the tank. It is noteworthy that the tank should be placed in enough proper depth for preventing any uncontrolable wave loads; additionally, results show that the tank usage in less stiffened platform could be more efficient, in other word, the tank efficiency will be increased by depth magnification.