آمار

تعداد نشریات8
تعداد شماره‌ها432
تعداد مقالات5,608
تعداد مشاهده مقاله7,267,528
تعداد دریافت فایل اصل مقاله6,111,824
شابختی, ناصر, کسائیان, محمد, عربشاهی, عرفان. (1400). ارزیابی قابلیت اطمینان المان میتینگ تحت اثر ضربات وارده ناشی از نصب فلوت‌اور. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 53(11), 4989-5008. doi: 10.22060/ceej.2020.18673.6921
ناصر شابختی; محمد کسائیان; عرفان عربشاهی. "ارزیابی قابلیت اطمینان المان میتینگ تحت اثر ضربات وارده ناشی از نصب فلوت‌اور". نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 53, 11, 1400, 4989-5008. doi: 10.22060/ceej.2020.18673.6921
شابختی, ناصر, کسائیان, محمد, عربشاهی, عرفان. (1400). 'ارزیابی قابلیت اطمینان المان میتینگ تحت اثر ضربات وارده ناشی از نصب فلوت‌اور', نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 53(11), pp. 4989-5008. doi: 10.22060/ceej.2020.18673.6921
شابختی, ناصر, کسائیان, محمد, عربشاهی, عرفان. ارزیابی قابلیت اطمینان المان میتینگ تحت اثر ضربات وارده ناشی از نصب فلوت‌اور. نشریه مهندسی عمران امیرکبیر, 1400; 53(11): 4989-5008. doi: 10.22060/ceej.2020.18673.6921

ارزیابی قابلیت اطمینان المان میتینگ تحت اثر ضربات وارده ناشی از نصب فلوت‌اور

نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
مقاله 23، دوره 53، شماره 11، بهمن 1400، صفحه 4989-5008    اصل مقاله (2.27 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/ceej.2020.18673.6921
نویسندگان
ناصر شابختی* 1؛ محمد کسائیان2؛ عرفان عربشاهی3
1دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
2گروه انرژی، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
3صنایع دریایی، دانشکده عمران، دانشگاه آزاد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
چکیده
با توجه به نیاز کشور به افزایش ظرفیت در میادین کنونی خصوصاً میدان پارس جنوبی و راه‌اندازی میادین جدید، شناخت روش فلوت­اور به عنوان روشی ارزان و قابل اطمینان به عنوان جایگزین روش جرثقیل امری بدیهی است. این روش در ذات پیچیده و نیازمند مطالعه تمامی پارامترهای محیطی و المان‌های درگیر در آن است. تمامی‌ این عوامل دارای عدم قطعیت هستند. این پژوهش عدم قطعیت­‌های محیطی و موجود در فولاد را در ضمن مقایسه دو مدل المان میتینگ و با استفاده از روش‌های سطح پاسخ و طراحی تاگوچی بررسی می‌کند. مدلی شامل جکت، شناور و عرشه برای ارزیابی هیدرودینامیکی در خلیج فارس و با 6 درجه آزادی توسعه داده شد. سپس با استفاده از ترتیب اجراهای طراحی­‌های تاگوچی و روش باکس بنکن از روش‌­شناسی سطح پاسخ و حداکثر تنش فون میزس بررسی و تابع حالت حدی بدست آمد. این تنش با استفاده از مدل اجزا محدود از المان میتینگ که اثر ضربات و اندرکنش‌های موجود را در بر دارد، محاسبه شد. با ایجاد دو تابع حالت حدی قابلیت اطمینان بر آنها انجام شد. در این توابع حالت حدی، اثر پارامترهای محیطی بر خرابی المان میتینگ بررسی شدند. در نهایت اثر عدم قطعیت‌­های محیطی و تنش جاری شدن فولاد در روش فلوت‌اور با بهره­‌گیری از روش‌های FORM و SORM و شبیه‌سازی مونت‌کارلو ارزیابی شدند. در نهایت مشخص شد افزایش عدم قطعیت‌ها در فولاد اثری شاخص و برخی از پارامترهای محیطی اثر کمی بر خرابی ایفا می­‌کنند.
کلیدواژه‌ها
نصب فلوت‌اور؛ المان محدود؛ المان میتینگ؛ قابلیت اطمینان؛ روش‌شناسی سطح پاسخ؛ روش تاگوچی
موضوعات
اندرکنش آب و سازه؛ تحلیل خطی و غیر خطی؛ دینامیک سازه؛ قابلیت اطمینان
عنوان مقاله [English]
Reliability Analysis of Leg Mating Unit under Impact Loads Due To Floatover Installation
نویسندگان [English]
Naser Shabakhty1؛ Mohammad Kasaeyan2؛ Erfan Arabshahy3
1School of Civil Engineering, Iran University of Science and Technology
2Energy, Civil engineering department, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran , iran
3Offshore industry, Civil engineering department, Islamic Azad University, Science and Research Branch, Tehran , iran
چکیده [English]
Regarding Iran's need to increase its current oilfields production, especially in the South Pars field and decommissioning new fields, it is a necessity to fully understand and comprehend the Floatover installation method as a cost-effective and reliable method and as an alternative for traditional lifting method. This method is complex and demands the study of all environmental parameters and elements involved. All of these parameters contain uncertainty. This study examines the environmental uncertainties and uncertainty in steel by comparing leg mating units and using Taguchi design and response surface methods. A model including a jacket, topside, and a barge with 6 degrees of freedom was developed to assess hydrodynamic analysis in the Persian Gulf. Then, using the Taguchi design and the Box-Behnken method, and by monitoring the maximum Von Mises stress, the explicit limit state function was generated. This stress was calculated using a finite element model that represents impacts and interactions. By creating two limit state functions, a reliability analysis was performed. In these functions, the effect of environmental parameters on the failure of the leg mating units was investigated.  Finally, the effect of environmental uncertainties and the yielding stress of steel in the Floatover method were evaluated using FORM and SORM methods and Monte Carlo simulation. It was concluded that uncertainties in steel and some of the environmental parameters have a significant impact on failure.
کلیدواژه‌ها [English]
Floatover, Leg mating unit, Reliability analysis, Response surface methodology, Taguchi method
مراجع
  1. Lorenti, A. Grime, B. Raine, Design and Installation of the Malampaya Depletion Compression Platform, in: Offshore Technology Conference, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, 2016, pp. 10
  2. Liu, H. Li, Floatover Technology, in: G. Liu, H. Li (Eds.) Offshore Platform Integration and Floatover Technology, Springer Singapore, Singapore, 2017, pp. 87-99.
  3. Liu, H. Li, Platform Integration and Stationing, in: G. Liu, H. Li (Eds.) Offshore Platform Integration and Floatover Technology, Springer Singapore, Singapore, 2017, pp. 35-86.
  4. e. al., Float-Over Installation of Topsides, in: Technip Presentation, Technip, 2013.
  5. -A. el Mouhandiz, J. Bokhorst, Analysis and Offshore Support for the Float-Over of a 24,250mT Topsides on the North West Shelf, in, 2013.
  6. Tahar, J. Halkyard, A. Steen, L. Finn, Float Over Installation Method—Comprehensive Comparison Between Numerical and Model Test Results, Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 128(3) (2006) 256-262.
  7. Hu, X. Li, W. Zhao, X. Wu, Nonlinear dynamics and impact load in float-over installation, Applied Ocean Research, 65 (2017) 60-78.
  8. Chen, R. Eatock Taylor, Y.S. Choo, Time domain modeling of a dynamic impact oscillator under wave excitations, Ocean Engineering, 76 (2014) 40-51.
  9. Chen, R. Eatock Taylor, Y.S. Choo, Investigation of the complex dynamics of float-over deck installation based on a coupled heave-roll-pitch impact model, Ocean Engineering, 137 (2017) 262-275.
  10. Sun, R. Eatock Taylor, Y.S. Choo, Multi-body dynamic analysis of float-over installations, Ocean Engineering, 51 (2012) 1-15.
  11. Kocaman, D. Kim, J. Seto, Float-over of Arthit PP Deck, in: Offshore Technology Conference, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, 2008, pp. 11.
  12. -S. Tan, S. Sahasrabudhe, J.A. Haney, B.-L. Leow, Arthit Field Development: Float-over Hardware Design and Issues, in: Offshore Technology Conference, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, 2008, pp. 11.
  13. -J. Jung, W.-S. Lee, H.-S. Shin, Y.-H. Kim, Evaluating the Impact Load On the Offshore Platform During Float-over Topside Installation, in: The Nineteenth International Offshore and Polar Engineering Conference, International Society of Offshore and Polar Engineers, Osaka, Japan, 2009, pp. 6.
  14. S. Nowak, K.R. Collins, Reliability of Structures, CRC Press, 2012.
  15. Zhao, Z. Qiu, An efficient response surface method and its application to structural reliability and reliability-basedoptimization, Finite Elements in Analysis and Design, 67 (2013) 34-42.
  16. Zhang, C. Jeong, A.v. Spreeken, Floatover Feasibility in Brazilian Sea Water, in: OTC Brazil, Offshore Technology Conference, Rio de Janeiro, Brazil, 2013, pp. 10.
  17. Seij, H. de Groot, State of the Art in Float-Overs, in: Offshore Technology Conference, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, U.S.A., 2007, pp. 9.
  18. Liu, H. Li, HIDECK Floatover Technology, in: G. Liu, H. Li (Eds.) Offshore Platform Integration and Floatover Technology, Springer Singapore, Singapore, 2017, pp. 101-114.
  19. Liu, H. Li, UNIDECK and SMARTLEG, in: G. Liu, H. Li (Eds.) Offshore Platform Integration and Floatover Technology, Springer Singapore, Singapore, 2017, pp. 115-129.
  20. Chaitanya, S.B. Nair, Design of Leg Mating Unit for Float-Over Installation of Decks, in, 2013.
  21. E. Cummins, The impulse response function and ship motions, David Taylor Model Basin Washington DC, 1962.
  22. José A. Armesto, R. Guanche, F.d. Jesus, A. Iturrioz, Iñigo J. Losada, Comparative analysis of the methods to compute the radiation term in Cummins’ equation, Journal of Ocean Engineering and Marine Energy, 1(4) (2015) 377-393.
  23. F. Ogilvie, Recent progress toward the understanding and prediction of ship motions, in: Proceedings of the 5th Symposium on Naval Hydrodynamics, Bergen, Norway, 1964.
  24. K. Peter, et al, Numerical Modelling of Installation Aids for Platform Installation, Saipem UK, UK
  25. Kamranzad, A. Etemad-shahidi, V. Chegini, Assessment of wave energy variation in the Persian Gulf, Ocean Engineering, 70 (2013) 72-80.
  26. R.M. (IRM), LEG MATING UNITS, in, Industrial Rubber Moulders (IRM).
  27. J. Blau, Friction Science and Technology, Taylor & Francis, 1995.
  28. Shahzad, A. Kamran, M.Z. Siddiqui, M. Farhan, Mechanical Characterization and FE Modelling of a Hyperelastic Material, Materials Research, 18 (2015) 918-924.
  29. Vanaja, R.H. Shobha Rani, Design of Experiments: Concept and Applications of Plackett Burman Design, Clinical Research and Regulatory Affairs, 24(1) (2007) 1-23.
  30. Antony, 5 - Screening Designs, in: J. Antony (Ed.) Design of Experiments for Engineers and Scientists (Second Edition), Elsevier, Oxford, 2014, pp. 51-62.
  31. L. Plackett, J.P. Burman, The Design of Optimum Multifactorial Experiments, Biometrika, 33(4) (1946) 305-325.
  32. Wang, W. Wan, Experimental design methods for fermentative hydrogen production: A review, International Journal of Hydrogen Energy, 34
  33. L.C. Ferreira, R.E. Bruns, H.S. Ferreira, G.D. Matos, J.M. David, G.C. Brandão, E.G.P. da Silva, L.A. Portugal, P.S. dos Reis, A.S. Souza, W.N.L. dos Santos, Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods, Analytica Chimica Acta, 597(2) (2007) 179-186.
  34. a.K. Taguchi, S., Taguchi Methods Orthogonal Arrays and Linear Graphs: Tools for Quality Engineering, American Supplier Institute, 1987.
  35. Taguchi, Introduction to quality engineering: designing quality into products and processes, 7th Reprint. ed., Tokyo: Asian productivity organization, 1990.
  36. S. Rao, C.G. Kumar, R.S. Prakasham, P.J. Hobbs, The Taguchi methodology as a statistical tool for biotechnological applications: a critical appraisal, Biotechnol J, 3(4) (2008) 510-523.
  37. -Y. Yang, C.-W. Chen, J.-C. Chou, Investigation on the sensitivity of TiO2:Ru pH sensor by Taguchi design of experiment, Solid-State Electronics, 77 (2012) 82-86.
  38. Jurków, J. Stiernstedt, Investigation of High Temperature Co-fired Ceramics sintering conditions using Taguchi Design of the experiment, Ceramics International, 40(7, Part B) (2014) 10447-10455.
  39. H.a.M. Myers, Douglas C., RESPONSE SURFACE METHODOLOGY: Process and Product Optimization Using Designed Experiments, Fourth Edition ed., John Wiley & Sons, Inc., 2016.
  40. Kaya Uyanık, N. Güler, A Study on Multiple Linear Regression Analysis, Procedia - Social and Behavioral Sciences, 106 (2013) 234–240.
  41. Swiler, A. Giunta, Aleatory and epistemic uncertainty quantification for engineering application (2007).
  42. E. Nikolaidis, Ghiocel, D. (Ed.), Singhal, S. (Ed.), Engineering Design Reliability Handbook, CRC Press, 2004.
  43. Am, N. Lind, An Exact and Invariant First Order Reliability Format, Journal of Engineering Mechanics, 100(1974)
  44. Mahsuli, T. Haukaas, Computer Program for Multimodel Reliability and Optimization Analysis, Journal of Computing in Civil Engineering, 27(1) (2013) 87-98.
  45. Chandrasekaran, Srinivasan Chandrasekaran. 2016a. Offshore structural engineering: Reliability and Risk Assessment. CRC Press, Florida, ISBN: 978-14-987-6519-0, 2015.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 900
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,198


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب