ผลตอบสนองทางด้านพลศาสตร์ของท่อลำเลียงของไหลใต้ทะเลจากแรงกระตุ้นที่ปลายบน

Dynamic Responses of a Marine Riser/Pipe Transporting Fluid Subjected to Top End Excitation

Name: จิรพล เล็กโล่ง

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะวิศวกรรมศาสตร์. สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา

Name: Jirapol Leklong

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. Faculty of Engineering. Civil Engineering

keyword: ท่อลำเลียงของไหลใต้ทะเล

; แรงสั่นแบบฮาร์โมนิค

; วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

; Marine Risers

; Harmonic Excitation

; Finite Element Method

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอการตอบสนองทางพลศาสตร์ของท่อลำเลียงของไหลใต้ทะเล เมื่อถูกกระตุ้นด้วยแรงสั่นแบบฮาร์โมนิคที่จุดรองรับซึ่งอยู่ที่ผิวน้ำ ในการวิเคราะห์มีสมมติฐานว่าโครงสร้างสามารถยืดหดตัวตามแนวแกนได้และพิจารณาความแข็งเกร็งเนื่องจากการดัด การวิเคราะห์อาศัยพื้นฐานของ การพิจารณาฟังก์ชันนัลของงาน-พลังงานของท่อลำเลียงของไหล โดยพิจารณาพลังงานความเครียดเนื่องจากการเสียรูปตามแนวแกน พลังงานความ เครียดเนื่องจากการดัด งานเสมือนเนื่องจากน้ำหนักประสิทธิผล แรงเฉื่อยจากการสั่นของท่อลำเลียงของไหล และแรงทางพลศาสตร์ รวมทั้งพลังงาน จลน์เนื่องจากการสั่นของท่อและของไหลภายในท่อ สมการการเคลื่อนที่ไม่เชิงเส้นของระบบจากผลกระทบของแรงลากทางพลศาสตร์แบบคลื่น หา ได้จากหลักการของแฮมมิลตัน การตอบสนองทางพลศาสตร์ของท่อลำเลียงของไหลโดยอาศัยกระบวนการไฟไนต์เอลิเมนต์ ซึ่งทำการอินทิเกรตเชิง ตัวเลขโดยตรงด้วยวิธี Newmark โดยได้สังเกตปรากฏการณ์บีตและการสั่นพ้องของท่อ รวมถึงศึกษาผลกระทบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วของ ของไหลในท่อ แรงดึงที่ปลายบนของท่อ แรงลากทางพลศาสตร์ ค่าโมดูลัสยืดหยุ่น ซึ่งพบว่าตัวแปรเหล่านี้มีส่งผลกระทบต่อพฤติกรรมทางพลศาสตร์ ของท่อลำเลียงของไหลใต้ทะเล โดยความเร็วของของไหลในท่อ และแรงลากทางพลศาสตร์ทำให้แอมพลิจูดของการเคลื่อนที่ลดลงลู่เข้าสู่สภาวะสม่ำ เสมอ แรงดึงที่ปลายบนและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นทำให้ค่าความถี่ธรรมชาติของท่อมีค่าเพิ่มขึ้น

Abstract: This thesis presents dynamic responses of marine risers/pipes subjected to harmonic excitation at top-end support. The dynamic model contains both elastic and bending effects. Based on the virtual work-energy functional of marine risers/pipes, the structural model developed consists of the strain energy due to axial deformation and bending. Virtual work created by effective tension and inertial and hydrodynamic forces is also present, as well as the kinetic energy due to both the riser and internal fluid motions. Nonlinear equations of motion due to the effect of a nonlinear Morison type term coupled in axial and transverse displacements are derived through the Hamilton’s principle. To analyze dynamic responses of the marine riser, the finite element method (for which, the Newmark Average Acceleration method is used for direct numerical integration) is implemented. Beating and resonant phenomena are observed. The effects of internal flow, top tensions, hydrodynamic forces, and modulus of elasticity are investigated and found to influence marine riser dynamic behaviors. The internal flow rate and the hydrodynamic drag force influence the amplitude of displacements to remain in the steady state condition. The top tension and modulus of elasticity play a key role in the increment of natural frequencies of marine risers.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: สมชาย ชูชีพสกุล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: Somchai Chucheepsakul

Role: Advisor

Created: 2549

Modified: 2556-05-09

Issued: 2552-04-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: CVE2567

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	CVE2567.pdf	1.59 MB	47	2024-11-06 09:56:21
2	CVE2567ab.pdf	106.04 KB	19	2019-11-04 03:36:49
3	CVE2567abth.txt	1.92 KB	14	2019-11-04 03:47:24
4	CVE2567aben.txt	2.08 KB	14	2018-05-10 21:45:47

ใช้เวลา

0.054938 วินาที