مدلسازی لاگرانژی اثر موج منظم بر خط لوله دریایی مستقر بر بستر نفوذپذیر

استفاده از خطوط لوله دریایی متداو‌‌‌‌‌‌ل‌ترین راه جهت انتقال نفت و گاز استخراج شده از میادین نفتی و گازی است. مجاورت این خطوط با بستر متخلخل دریا، منجر به پیچیدگی الگوی جریان حول خطوط لوله می‌گردد. در تحقیق حاضر، این جریان با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم‌پذیر جزئی با قابلیت شبیه‌سازی محیط متخلخل، مدلسازی شده است. هم‌چنین برای جذب کردن انرژی موج و جلوگیری از انعکاس آن، دو رویکرد متفاوت شامل روش استهلاک تدریجی سرعت موج در لایه جاذب و روش جذب انرژی موج روی بستر شیب‌دار مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت روش ترکیبی جدیدی برای جذب موثر انرژی موج معرفی شده است. با استفاده از مدل توسعه یافته، اندرکنش امواج با خط‌لوله مستقر بر بستر متخلخل و هم‌چنین بستر نفوذناپذیر مورد مطالعه قرار گرفته است. از طرفی، تاثیر فاصله خط لوله تا بستر دریا در الگوی جریانات حول خط لوله و نیروهای وارد بر آن مدل‌سازی شده است. کارایی مدل عددی تحقیق حاضر با مقایسه با نتایج موجود عددی و آزمایشگاهی مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که روش هیدرودینامیک ذرات هموار توسعه یافته، به‌خوبی می‌تواند اندرکنش امواج و خطوط ‌لوله مستقر بر بستر نفوذناپذیر و متخلخل را شبیه‌سازی کند و مدل جاذب موج ترکیبی معرفی شده توانایی کاهش مناسب انعکاس از انتهای مرز مدل را دارد.

Lagrangian Modeling of Regular Wave Effect on Sea Pipeline on Permeable Sea Bed

Using offshore pipelines is the most common way to transport oil and gas extracted from oil and gas fields. Since the pipelines are usually located on porous seabed, current pattern around them is complicated. In this study, based on the weakly compressible smoothed particles hydrodynamic method, new numerical model has been developed that is capable of simulating flow inside a porous medium. In addition, to minimize wave reflections, two different methods i.e. using gradual velocity damper and using a sloped beach geometry are studied and a hybrid method is introduced as an effective new wave absorbing system. Wave interactions with pipeline on and spaced from permeable and impermeable beds are studied by means of the introduced method. Distance between pipeline and seabed is investigated for both conditions. The introduced numerical model is validated via comparing its results with experimental data and similar numerical results. The results confirm that the developed numerical model can be used efficiently in modeling wave interaction with pipelines located on either permeable or impermeable seabed. In addition, wave reflections can be minimized by means of the introduced hybrid wave absorption system