بررسی نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر خطوط لوله فراساحلی مرکب تحت جریان‌های دائمی

خطوط لوله انتقال نفت و گاز یکی از مهم ترین سازه های فراساحلی به شمار می روند. در پژوهش حاضر جریان آشفته پیرامون خطوط لوله انتقال مرکب تحت جریان های دائمی به صورت عددی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی عددی برای سرعت های مختلف جریان، قطرهای نسبی 2/0 تا 7/0 و فواصل نسبی صفر تا انجام شده و ضرایب دراگ و لیفت وارد بر خطوط لوله اصلی و فرعی ارائه شده است. نتایج عددی نشان می دهد افزایش سرعت جریان موجب افزایش ضریب دراگ وارد بر خط لوله اصلی و فرعی می گردد. تغییرات سرعت جریان در فواصل نسبی زیاد، بر مقدار ضریب لیفت خط لوله اصلی بی اثر بوده لیکن کاهش فاصله نسبی موجب افزایش ضریب لیفت خط لوله اصلی و فرعی می گردد. همچنین کاهش فاصله نسبی خطوط لوله موجب افزایش ضریب دراگ وارد بر دو خط لوله اصلی و فرعی شده، اما اثر فاصله نسبی بر تغییرات ضریب دراگ خط لوله فرعی کم می باشد.

Numerical Investigation of the Hydrodynamic Forces on Offshore Piggyback Pipelines in Steady Currents

The oil and gas pipelines are considered as one of 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 flow velocities, diameter ratios, and gap ratios; in order to investigate how the hydrodynamic forces of the small and large cylinders is affected. The effects of different parameters as mentioned above on the vortex shedding and the hydrodynamics forces on the cylinders are investigated using the numerical model. Evaluation of the numerical model revealed that the drag coefficient of small and large cylinder increased as the flow velocity is increasing. At the large value of gap ratios, increasing the flow velocity has no effect on RMS lift force of large cylinder whereas the RMS lift force of large and small cylinder considerably increased by decreasing the gap ratio.