بررسي نيروهاي هيدروديناميكي وارد بر خطوط لوله فراساحلي سوار بر هم تحت جريان هاي دايمي

Investigation of the Hydrodynamic Forces Exerted on Offshore Piggyback Pipelines due to Steady Currents

با توجه به اهميت خطوط لوله انتقال نفت و گاز به عنوان سازه هاي فراساحلي مهم، در پژوهش حاضر جريان آشفته پيرامون خطوط لوله انتقال مركب تحت جريان هاي دايمي به صورت عددي و با استفاده از نرم افزار فلوينت مورد بررسي قرار گرفته است. شبيه سازي عددي براي سرعت هاي مختلف جريان، قطرهاي نسبي 2/0 تا 7/0 و فواصل نسبي صفر تا انجام شده و ضرايب دراگ و ليفت وارد بر خطوط لوله اصلي و فرعي ارايه شده است. نتايج عددي نشان مي دهد افزايش سرعت جريان موجب افزايش ضريب دراگ وارد بر خط لوله اصلي و فرعي مي گردد. تغييرات سرعت جريان در فواصل نسبي زياد، بر مقدار ضريب ليفت خط لوله اصلي بي اثر بوده ليكن كاهش فاصله نسبي موجب افزايش ضريب ليفت خط لوله اصلي و فرعي مي گردد. همچنين كاهش فاصله نسبي خطوط لوله موجب افزايش ضريب دراگ وارد بر دو خط لوله اصلي و فرعي شده، اما اين تاثير بر تغييرات ضريب دراگ خط لوله فرعي كم مي باشد.

The oil and gas pipelines are among the most important offshore structures. In this study, the turbulent flow past piggyback pipelines and vortex shedding are numerically simulated under steady currents. Numerical simulation has been conducted for different values of the flow velocities, diameter ratios, and gap ratios; in order to investigate how the hydrodynamic forces of the small and large cylinders are affected. Evaluation of the numerical model revealed that the drag coefficient of small and large cylinder is increased as the flow velocity increase. For the large values of gap ratios, increasing of the flow velocity has less effect on the magnitude of the RMS lift force of the large cylinder whereas the RMS lift force of the large and small cylinders considerably increased by decreasing the gap ratio.