تحليل عددي نيروهاي هيدروديناميكي وارد بر خطوط لوله فراساحلي تحت اثر امواج

در راستاي كاركرد ايمن خطوط لوله نفت و گاز فراساحلي، حين و پس از نصب بايد نيروهاي هيدروديناميكي اعمال شده ناشي از ميدان جريان و موج بر خط لوله در محدوده مجاز قرار داشته باشند. هدف از اين مقاله ارائه يك مدل عددي به منظور تعيين نيروهاي هيدروديناميكي وارد بر خطوط لوله فراساحلي تحت اثر امواج مي باشد كه با يك جريان رفت و برگشتي تقريب زده مي شود. روش مورد استفاده شامل حل عددي معادلات ناوير – استوكس يا معادلات مومنتم و معادله پيوستگي در حالت دو بعدي، براي يك ميدان جريان در اطراف لوله و متعاقب آن به دست آوردن الگوهاي مختلف تغييرات سرعت و فشار طي زمان در اطراف لوله مي باشد. حل معادلات توسط يك الگوريتم نيمه ضمني و طي يك فرايند حدس و تصميم براي محاسبه فشار در شبكه سلولهاي حوزه مساله مي باشد. جهت تدقيق فرايند شبيه سازي هيدروديناميك اطراف لوله اثر لزجت آشفتگي (ut) و انرژي جنبشي آشفتگي (k) از يك مدل آشفتگي k-e استاندارد استفاده شده است. نتايج شبيه سازي كه براي حالات مختلف نسبت فاصله لوله تا بستر دريا به اندازه قطر لوله (e/D) به دست امده اند، بيانگر آن است كه گردابه هاي ايجاد شده در اطراف خط لوله تاثير به سزايي در اندازه و الگوي توزيع فشار و جريا ن متعاقب آن نيروهاي هيدروديناميكي موثر دارند.