شناسايي خسارت در سكوهاي ثابت دريايي با استفاده از مفاهيم آنتروپي انرژي در تبديل بسته موجك

Damage Detection in Offshore Fixed Platforms Using Concepts of Energy Entropy in Wavelet Packet Transform

پايش سلامت سازه براي اطمينان از عملكرد ايمن سازه در طول مدت زمان بهره برداري از آن امري ضروري است. سكوهاي فراساحلي به طور گسترده اي براي استخراج نفت و گاز از دريا مورد استفاده قرار مي گيرند. از آنجا كه در اين سكوها قسمت عمده سازه در زير آب در معرض شرايط محيطي دريا قرار دارد، به شدت مستعد ايجاد خسارت هستند. يكي از روش هاي شناسايي عيوب سازه اي در سكو هاي دريايي، بهره گيري از ابزارهاي پردازش سيگنال است. در اين مقاله ابتدا مدلي از يك سكوي جكت معرفي مي شود، سپس حالات مختلفي از خرابي توسط كاهش سختي طبقات به آن اعمال شده و پاسخ سازه تحت تحريك نويز سفيد گاوسي ثبت مي شود. در اين مرحله پاسخ شتاب ثبت شده توسط تبديل بسته موجك در ترازهاي مختلف تجزيه شده و با بهره گيري از مفاهيم آنتروپي انرژي و انجام آناليز حساسيت، مولفه هاي حساس به خسارت انتخاب مي شوند. نتايج به دست آمده حاكي از آن است كه مولفه هاي حساس به خسارت انتخاب شده حتي در آسيب هاي با شدت كم از كارايي مطلوبي برخوردار بوده و ميزان تغييرات اين مولفه ها نيز به طور محسوسي به شدت خسارت هاي وارده به سكو وابسته است.

Structural health monitoring is of great importance in order to ensure safe and reliable performance of structures during the service life. Offshore platforms have been widely used in offshore oil and gas exploitation and are highly susceptible to damage since a major part of these structures is under water exposed to corrosive ocean environments. Utilizing signal processing tools is one of the effective methods in identifying the structural damages. In this paper, first a jacket platform model is introduced and various damage patterns are applied to the model through members’ stiffness reduction. Then, structural response is recorded under the Gaussian white noise excitation. At this stage, the recorded acceleration response is decomposed at different levels via wavelet packet transform and then by using the concepts of energy entropy and performing a sensitivity analysis, damage sensitive components are selected. The results show that the selected damage sensitive components have good efficiency even in low intensity damages and also the rate of change of these components is markedly related to the severity of the damage.