h، PAGEREF، استوانه، اصلاح‌شده، ○20، ○45

F _Toc408484260 h 29شکل ‏213: ضریب نیروی برآیی (CL(r.m.s)) بر حسب سرعت اصلاح‌شده(Lucor and Karnadiakis, 2003). PAGEREF _Toc408484261 h 30شکل ‏214: گردابه‌های پشت استوانه‌‌ای که در مخزن آب کشیده می‌شوند. (a)0° ، (b)30° و (c)60° (Thakur et al., 2004). PAGEREF _Toc408484262 h 31شکل ‏215: تأثیر زاویه تمایل بر: (a) عدد استروهال، (b) ضریب نیروی پسایی، (c) ضریب نیروی برآیی؛ (d)، (e) و (f) نسبت ضرایب بی‌بعد شده بعد از اعتبار IP به مقدار واقعی آن‌ها. (Willden and Guerbi, 2010) PAGEREF _Toc408484263 h 32شکل ‏216: ترسیم دامنه بی‌بعد شده بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای ○0 (●) ، ○20 (∆) و ○45 (∎) برای 0125/0 (Jain and Modarres-Sadeghi, 2012 بر اساس داده‌های Franzini et al., 2009). PAGEREF _Toc408484264 h 33شکل ‏217: ترسیم فرکانس بی‌بعد شده بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای ○0 (●) ، ○20 (∆) و ○45 (∎) برای 0125/0 (Jain and Modarres-Sadeghi, 2012 بر اساس داده‌های Franzini et al., 2009). PAGEREF _Toc408484265 h 34شکل ‏218: نقشه محدوده‌های تداخل دو استوانه (Zdarvkivich 1988) PAGEREF _Toc408484266 h 35شکل ‏219: دامنه پاسخ‌های عمود بر جهت جریان برای استوانه پایین‌دست در سرعت‌های اصلاح‌شده (Bearman, 2011) PAGEREF _Toc408484267 h 36شکل ‏220: اثر فاصله مرکز به مرکز و سرعت اصلاح‌شده بر دامنه ارتعاشات (Bearman, 2011) PAGEREF _Toc408484268 h 37شکل ‏221: اثر ناحیه سایه پایدار بر ارتعاشات عمود بر جهت جریان در استوانه‌های پشت‌هم (Bearman, 2011) PAGEREF _Toc408484269 h 37شکل ‏222: نحوه ایجاد نیروهای عرضی ناپایدار بر استوانه پایین‌دست برای سرعت‌های اصلاح‌شده بالاتر از تشدید (Assi et al., 2010). PAGEREF _Toc408484270 h 38شکل ‏31: حوضچه یدک آزمایشگاه مهندسی دریای دانشگاه شریف PAGEREF _Toc408484271 h 41شکل ‏32: سیستم تعیین و کنترل سرعت حوضچه یدک PAGEREF _Toc408484272 h 41شکل ‏33: تصویر شماتیک از لوله‌ی دارای تیغه‌ی حلزونی PAGEREF _Toc408484273 h 42شکل ‏34: نمونه‌های مورد آزمایش PAGEREF _Toc408484274 h 43شکل ‏36: نمایش زوایای مختلف تمایل. (الف) زاویه تمایل منفی . (ب) زاویه تمایل مثبت PAGEREF _Toc408484276 h 44شکل ‏37: سیستم ارتجاعی به همراه سیستم صلب فلزی در بالادست PAGEREF _Toc408484277 h 45شکل ‏38: نحوه قرارگیری کرنش‌سنج‌ها بر روی ورق‌های فنری PAGEREF _Toc408484278 h 45شکل ‏39: کرنش سنج نصب شده بر روی قسمت انتهای بالایی استوانه به منظور محاسبه نیروی سیال PAGEREF _Toc408484279 h 46شکل ‏310: دستگاه ثبت کرنش مورد استفاده (با تشکر از شرکت طازند) PAGEREF _Toc408484280 h 46شکل ‏311: قاب صلب جهت تعیین سختی و میرایی سیستم ارتجاعی PAGEREF _Toc408484281 h 47شکل ‏312: نمودار کرنش- نیرو جهت کالیبره نمودن کرنش‌سنج‌ها برای بارگذاری اول PAGEREF _Toc408484282 h 48شکل ‏313: نمودار کرنش- جابجایی جهت کالیبره نمودن کرنش‌سنج‌ها برای بارگذاری اول PAGEREF _Toc408484283 h 48شکل ‏314: نمودار نیرو- جابجایی

جهت تعیین سختی سازه برای بارگذاری اول PAGEREF _Toc408484284 h 49شکل ‏315: نمودار تاریخچه زمانی ارتعاش آزاد یا جابجایی اولیه 10 سانتی‌متر PAGEREF _Toc408484285 h 50شکل ‏316: نمودار تاریخچه زمانی ارتعاش آزاد فرضی PAGEREF _Toc408484286 h 51شکل ‏317: تاریخچه زمانی ارتعاش آزاد استوانه ساده به همراه ورق انتهایی در آب PAGEREF _Toc408484287 h 52شکل ‏318: استفاده از تبدیل هیلبرت در تعیین دامنه جابجایی حداکثر PAGEREF _Toc408484288 h 55شکل ‏319: تاریخچه زمانی ارتعاشات استوانه BC00 در راستای عمود بر جریان و PSD متناظر با آن PAGEREF _Toc408484289 h 57شکل ‏41: نمودار دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D)در راستای عمود بر جریان بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه (BC00) PAGEREF _Toc408484290 h 60شکل ‏42: نمودار نسبت فرکانس (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده قائم (BC00) PAGEREF _Toc408484291 h 61شکل ‏43: نمودار دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده قائم (BC00) و استوانه دارای تیغه‌ی حلزونی قائم (HC00) PAGEREF _Toc408484292 h 62شکل ‏44: نمودار نسبت فرکانس (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده قائم (BC00) و استوانه دارای تیغه‌ی حلزونی قائم (HC00) PAGEREF _Toc408484293 h 62شکل ‏45: (الف) دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زاویه تمایل ○20 (BC20). (ب) فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زاویه تمایل ○20 (BC20). PAGEREF _Toc408484294 h 64شکل ‏46: : (الف) دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زاویه تمایل ○45 (BC45). (ب) فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زاویه تمایل ○45 (BC45). PAGEREF _Toc408484295 h 65شکل ‏47: دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زوایای تمایل ○0 (BC00)، ○20 (BC20) و ○45 (BC45) PAGEREF _Toc408484296 h 66شکل ‏48: فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زوایای تمایل ○0 (BC00)، ○20 (BC20) و ○45 (BC45) PAGEREF _Toc408484297 h 66شکل ‏49: (الف) دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زا وای تمایل ○0 (BC00) و ○20 (BC20) و استوانه با تیغه حلزونی با زاویه تمایل ○20 (HC20). (ب) فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زوایای تمایل ○0 (BC00) و ○20 (BC20) و استوانه با تیغه حلزونی با زاویه تمایل ○20 (HC20). PAGEREF _Toc408484298 h 68شکل ‏410: (الف) دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زا وای تمایل ○0 (BC00) و ○45 (BC45) و استوانه با تیغه حلزونی با زاویه تمایل ○45 (HC45). (ب) فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده برای استوانه ساده با زوایای تمایل ○0 (BC00) و ○45 (BC45) و استوانه با تیغه حلزونی با زاویه تمایل ○45 (HC45). PAGEREF _Toc408484299 h 69شکل ‏411: (الف) دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده‌ی قائم برای استوانه ساده با زا وای تمایل ○0 (BC00) ، ○20 (BC20) و ○45 (BC45). (ب) فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده‌ی قائم برای استوانه ساده با زا وای تمایل ○0 (BC00) ، ○20 (BC20) و ○45 (BC45). PAGEREF _Toc408484300 h 70شکل ‏412: : (الف) دامنه‌ی بی بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده‌ی قائم برای استوانه‌ی دارای تیغه‌ی حلزونی با زا وای تمایل ○0 (BH00) ، ○20 (BH20) و ○45 (BH45). (ب) فرکانس نسبی (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده‌ی قائم برای استوانه ساده با زا وای تمایل ○0 (BH00) ، ○20 (BH20) و ○45 (BH45). PAGEREF _Toc408484301 h 71شکل ‏413: دامنه بی‌بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) برای استوانه ساده و استوانه‌ی دارای تیغه‌های حلزونی با زاویه تمایل ○20± PAGEREF _Toc408484302 h 72شکل ‏414: فرکانس نسبی نوسان (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) برای استوانه ساده و استوانه‌های دارای تیغه‌های حلزونی با زاویه تمایل ○20± PAGEREF _Toc408484303 h 73شکل ‏415: دامنه بی‌بعد نوسان (A/D) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) برای استوانه ساده و استوانه‌ی دارای تیغه‌های حلزونی با زاویه تمایل ○45± PAGEREF _Toc408484304 h 73شکل ‏416: فرکانس نسبی نوسان (f*) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) برای استوانه ساده و استوانه‌ی دارای تیغه‌های حلزونی با زاویه تمایل ○45± PAGEREF _Toc408484305 h 74شکل ‏417: ضریب نیروی برآیی (CL(RMS)) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) برای استوانه ساده قائم (BC00) PAGEREF _Toc408484306 h 74شکل ‏418: ضریب نیروی برآیی (CL(RMS)) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) را به ترتیب برای استوانه ساده با زاویه تمایل 20± PAGEREF _Toc408484307 h 75شکل ‏419: ضریب نیروی برآیی (CL(RMS)) بر حسب سرعت اصلاح‌شده (U*) را به ترتیب برای استوانه ساده با زاویه تمایل 45± PAGEREF _Toc408484308 h 75شکل ‏420: ، ضریب نیروی برآیی (CL(RMS)) بر حسب سرعت اصلاح‌شده قائم () برای زاویه تمایل ○0 (BC00)، زاویه تمایل ○20 (BC20) و زاویه تمایل ○45 (BC45) PAGEREF _Toc408484309 h 76شکل ‏421: ضریب نیروی برآیی (CL(RMS)) بر حسب سرعت اصلاح‌شده قائم () برای استوانه ساده با زاویه 20 درجه (BC20) و استوانه حلزونی با زاویه 20 درجه (HC20) PAGEREF _Toc408484310 h 76شکل ‏422: اختلاف فاز بین نیرو و جابجایی برای سرعت‌های اصلاح‌شده مختلف در استوانه ساده قائم PAGEREF _Toc408484311 h 79شکل ‏423: ترسم تبدیل هیلبرت (صفحه فاز) تاریخچه زمانی نوسان برای سه شاخه اصلی PAGEREF _Toc408484312 h 82شکل ‏51: پاسخ استوانه ساده منفرد (TBC00) PAGEREF _Toc408484313 h 86شکل ‏52: پاسخ استوانه‌های قائم پشت‌هم با فاصله D2 برای حالت بالادست (TBC00-2D-F) و پایین‌دست (TBC00-2D-R) PAGEREF _Toc408484314 h 87شکل ‏53: پاسخ استوانه‌های قائم پشت‌هم با فاصله D3 برای حالت بالادست (TBC00-3D-F) و پایین‌دست (TBC00-3D-R) PAGEREF _Toc408484315 h 88شکل ‏54: پاسخ استوانه‌های قائم پشت‌هم با فاصله D4 برای حالت بالادست (TBC00-6D-F) و پایین‌دست (TBC00-6D-R) PAGEREF _Toc408484316 h 89شکل ‏55:

پاسخ استوانه‌های قائم پشت‌هم با فاصله D6 برای حالت بالادست (TBC00-6D-F) و پایین‌دست (TBC00-6D-R) PAGEREF _Toc408484317 h 90شکل ‏56: (الف) زاویه تمایل منفی (F). (ب) زاویه تمایل مثبت(R) PAGEREF _Toc408484318 h 91شکل ‏57: پاسخ استوانه‌ی ○20 درجه تکی برای حالت بالادست (TBC20-F) و پایین‌دست (TBC20-R) PAGEREF _Toc408484319 h 92شکل ‏58: پاسخ استوانه‌های ○20 پشت‌هم با فاصله D2 برای حالت بالادست (TBC20-2D-F) و پایین‌دست (TBC20-2D-R) PAGEREF _Toc408484320 h 93شکل ‏59: پاسخ استوانه‌های ○20 پشت‌هم با فاصله D3 برای حالت بالادست (TBC20-3D-F) و پایین‌دست (TBC20-3D-R) PAGEREF _Toc408484321 h 94شکل ‏510: پاسخ استوانه‌های ○20 پشت‌هم با فاصله D4 برای حالت بالادست (TBC20-4D-F) و پایین‌دست (TBC20-4D-R) PAGEREF _Toc408484322 h 95شکل ‏511: پاسخ استوانه‌های ○20 پشت‌هم با فاصله D6 برای حالت بالادست (TBC20-6D-F) و پایین‌دست (TBC20-6D-R) PAGEREF _Toc408484323 h 96شکل ‏512: پاسخ استوانه‌ی ○45 درجه تکی برای حالت بالادست (TB45-F) و پایین‌دست (TBC45-R) PAGEREF _Toc408484324 h 98شکل ‏513: پاسخ استوانه‌های ○45 پشت‌هم با فاصله D2 برای حالت بالادست (TBC45-2D-F) و پایین‌دست (TBC45-2D-R) PAGEREF _Toc408484325 h 99شکل ‏514: پاسخ استوانه‌های ○45 پشت‌هم با فاصله D3 برای حالت بالادست (TBC45-3D-F) و پایین‌دست (TBC45-3D-R) PAGEREF _Toc408484326 h 100شکل ‏515: پاسخ استوانه‌های ○45 پشت‌هم با فاصله D4 برای حالت بالادست (TBC45-4D-F) و پایین‌دست (TBC45-4D-R) PAGEREF _Toc408484327 h 101شکل ‏516: پاسخ استوانه‌های ○45 پشت‌هم با فاصله D6 برای حالت بالادست (TBC45-6D-F) و پایین‌دست (TBC45-6D-R) PAGEREF _Toc408484328 h 102
فهرست علائم و نشانه‌هاعنوانعلامت اختصاری
نسبت میرایی
نسبت دامنهA*نسبت جرمیm*نسبت فرکانسf*فرکانس طبیعیfNعدد رینولدزReعدد استروهالStسرعت شروع تحریکUrسرعت اصلاح‌شدهU*سرعت اصلاح‌شده قائمUn*سرعت اصلاح‌شده بحرانیUCrit*ضریب نیروی برآCLضریب نیروی پساییCDضریب جرم اضافه بالقوهCEضریب جرم اضافه موثرCEAزاویه فاز∅oزاویه تمایلθoمقدمهمقدمه

مقدمهمطالعه و بررسی نوسانات ناشی از گردابه همواره موضوع جذاب و بحث بر انگیزی بین متخصصان علم مکانیک سیالات و صنایع مرتبط با آن از جمله صنعت فراساحل بوده است. با توجه به مخرب بودن این ارتعاشات تحقیقاتی پیرامون کاهش اثر این گونه نوسانات انجام شده است لذا مطالعه تأثیر ادوات کاهنده‌ی ارتعاش به عنوان یکی از راه‌های کاهش خرابی در سازه‌های دریایی ضروری می‌باشد.
هدف از این تحقیقبا توجه به افزایش روزافزون تقاضای فرآورده‌های هیدروکربنی و رو به پایان بودن منابع موجود در مناطق قاره‌ای و اقیانوسی کم عمق اکتشافات نفت و گاز به ناچار به مناطق عمیق‌تر کشیده شده است. سازه‌های دریایی از جمله رایزرهای بلند، خطوط مهار نیمه مستغرق‌ها و غیره تحت تأثیر نوسانات ناشی از عبور جریان سیال قرار دارند (Wu et al., 2012).
در کشورمان، ایران، منابع سرشار از انرژی فسیلی در دریای مازندران، حوزه‌ی نفتی خزر و دریای عمان وجود دارد ولی مسئله آن است که عمق آب در دریای مازندران و عمان حدوداً به 1000 متر می‌رسد بنابراین تجهیزات مهندسی به ناچار وارد آب‌های عمیق می‌شوند. با ورود تجهیزات مهندسی به آب‌های عمیق یکی از مشکلات نوسانات ناشی از تولید گردابه است که مشکلاتی همچون ارتعاشات زیاد سازه و در پی آن خستگی در اتصالات را موجب می‌شود. در تحقیق حاضر مطالعات آزمایشگاهی انجام‌شده در مورد نوسانات ناشی از تولید گردابه در اعضا قائم و مایل؛ و همچنین در پایان پیشنهاد‌هایی را برای محققین آینده برای تحقیق به منظور شناخت بهتر این پدیده ارائه شده است.
ساختار تحقیقاین مجلد مشتمل بر شش فصل است. فصل دوم این مجلد مفاهیم پایه تشکیل گردابه و نحوه عملکرد ادوات کاهنده ارتعاش را ارائه می‌دهد. فصل سوم مطالعات قبلی انجام شده پیرامون استوانه‌های قائم، مایل و پشت‌هم ارائه می‌شود.
فصل چهارم به تنظیمات مدل آزمایشگاهی تحقیق حاضر اختصاص داده شده است. مشخصات نمونه‏های ‏‏آزمایشگاهی، حوضچه یدک، سیستم ارتجاعی مورد استفاده و نحوه محاسبه دامنه و فرکانس نوسان از موارد مورد بحث در این فصل می‏‏باشد.
فصل پنجم از این مجلد نیز به ارائه نتایج

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *