Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi

Yıl 2019, , 404 - 410, 25.08.2019
https://doi.org/10.19113/sdufenbed.494460

Öz

Bu
çalışmada hidrodinamik kuvvetlere maruz kalan deniz boru hattının dinamik
davranışı Sonlu Elemanlar Yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Dalga
parametreleri Stokes 3. Mertebe Dalga Teorisi kullanılarak hesaplanmıştır.
Dalga periyodu boyunca değişen sürükleme, atalet ve kaldırma kuvvetleri Morison
Denklemi ile belirlenmiştir. Zaman Tanım Alanında Analiz yaklaşımı dikkate
alınarak bir önceki kuvvet nedeni ile deforme olan sistem üzerine yeni yükleme
yapılmıştır. Sonlu Elemanlar Yöntemi ile periyot süresince kritik kesit
deplasman değerleri hesaplanmıştır. Elde dilen maksimum deplasmanlar, akış
analizini yapısal analiz ile birleştiren ANSYS-FSI (
Fluid
Structure Interaction
) tekniği
ile belirlenen değerler ile karşılaştırılmıştır. İki analize ilişkin sonuçların
tutarlı olması Sonlu Elemanlar Yönteminin eş değer dinamik analiz yapmak için
kullanılabileceğini göstermektedir.

Kaynakça

  • [1] Sarpkaya, T., Rajabi, F. 1980. Hydrodynamic drag on bottom-mounted smooth and rough cylinders in periodic flow. In Offshore Technology Conference. Offshore Technology Conference.
  • [2] Lundgren, H., Mathiesen, B., Gravesen, H. 1976. Wave loads on pipelines on the seafloor. In Proc., 1st Int. Conf. on Behaviour of Offshore Struct.(BOSS 76) (Vol. 1, pp. 236-247).
  • [3] Sumer, B. M., Jensen, B. L., Fredsøe, J. 1991. Effect of a plane boundary on oscillatory flow around a circular cylinder. Journal of Fluid Mechanics, 225, 271-300.
  • [4] Ballet, J. P., Hobbs, R. E. 1992. Asymmetric effects of prop imperfections on the upheaval buckling of pipelines. Thin-Walled Structures, 13(5), 355-373.
  • [5] Xiaoyun, G., Fuping, G., Qun, P. 2001. Wave-soil-pipe coupling effect on submarine pipeline on-bottom stability. Acta Mechanica Sinica, 17(1), 86-96.
  • [6] Ong, M. C., Utnes, T., Holmedal, L. E., Myrhaug, D., Pettersen, B. 2010. Numerical simulation of flow around a circular cylinder close to a flat seabed at high Reynolds numbers using ak–ε model. Coastal Engineering,57(10), 931-947.
  • [7] Draper, S., An, H., Cheng, L., White, D. J., Griffiths, T. 2015. Stability of subsea pipelines during large storms. Phil. Trans. R. Soc. A, 373(2033), 20140106.
  • [8] Gökkuş, Ü. 1995. Computer-Aided Design of Submarine Pipelines, Water Science Technology, 233-241.
  • [9] Varol, B. Y., Gökkuş, Ü. 2012 Düzenli Dalga Etkisinde ve Asılı Konumda Bulunan Deniz Boru Hattının Tesir Çizgisi Yöntemi Ile Analizi. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(2), 31-42.
  • [10] Cokgör, S. Avcı, I. 2001. Hydrodynamic Forces on Partly Buried Tandem Twin Pipelines in Current, Ocean Engineering, 28:1349-1360.
  • [11] Lee, M. M. K. 1999. Strength, stress and fracture analyses of offshore tubular joints using finite elements. Journal of Constructional Steel Research, vol. 51, no. 3, pp. 265–286.
  • [12] CERC, 2002. Coastal Engineering Manual, Wave Mechanics, PartII, USA, Coastal Engineering Research Center, Vicksburg, MS, USA.
  • [13] Ergin, A. 2010. Coastal Engineering, Metu Press, Ankara, Turkey.
  • [14] Sorensen R. M. 2005, Basic Coastal Engineering, vol. 10, Springer Science & Business Media, Berlin, Germany.
  • [15] Le Mehaute, B. 1976. Similitude in coastal engineering. Journal of the waterways, harbors and coastal engineering division, 102(3), 317-335.
  • [16] Goda, Y. 2010. Random seas and design of maritime structures (Vol. 33). World Scientific Publishing Company.
  • [17] Keulegan, G. H., Carpenter, L. H. 1956. Forces on cylinders and plates in an oscillating fluid: US Department of Commerce. National Bureau of Standards.
  • [18] Yalçın, Y. Çevik, E. 2009. Kıyı Mühendisliği, Beta Basım A.Ş., İstanbul.
  • [19] Wang E. Nelson T., 2002. Structural dynamic capabilities of ANSYS,” in Proceedings of the ANSYS 2002 Conference, Pittsburg, PA, USA.
  • [20] Benra, F. K., Dohmen, H. J., Pei, J., Schuster, S., Wan, B. 2011. A comparison of one-way and two-way coupling methods for numerical analysis of fluid-structure interactions. Journal of applied mathematics.

Analysis of Dynamic Behaviour of Marine Pipelines with Finite Elements Method

Yıl 2019, , 404 - 410, 25.08.2019
https://doi.org/10.19113/sdufenbed.494460

Öz

In
this study, the dynamic behaviour of the marine pipeline subjected to
hydrodynamic forces are investigated by using the Finite Element Method. Wave
parameters are calculated using Stokes 3rd Order Wave Theory. The
drag, inertia, and lifting forces that changed during the wave period are determined
by the Morrison Equation. The new loading is performed on the system which is
deformed due to the previous force considering Time History approach. The
critical values of section displacements are calculated by using the Finite
Element Method. The maximum displacements are compared with those determined by
ANSYS-FSI (Fluid Structure Interaction) technique which combines structural
analysis with flow analysis. The concordance of the results of the two analysis
methods indicates that the Finite Element Method can be used to perform an
equivalent dynamic analysis.

Kaynakça

  • [1] Sarpkaya, T., Rajabi, F. 1980. Hydrodynamic drag on bottom-mounted smooth and rough cylinders in periodic flow. In Offshore Technology Conference. Offshore Technology Conference.
  • [2] Lundgren, H., Mathiesen, B., Gravesen, H. 1976. Wave loads on pipelines on the seafloor. In Proc., 1st Int. Conf. on Behaviour of Offshore Struct.(BOSS 76) (Vol. 1, pp. 236-247).
  • [3] Sumer, B. M., Jensen, B. L., Fredsøe, J. 1991. Effect of a plane boundary on oscillatory flow around a circular cylinder. Journal of Fluid Mechanics, 225, 271-300.
  • [4] Ballet, J. P., Hobbs, R. E. 1992. Asymmetric effects of prop imperfections on the upheaval buckling of pipelines. Thin-Walled Structures, 13(5), 355-373.
  • [5] Xiaoyun, G., Fuping, G., Qun, P. 2001. Wave-soil-pipe coupling effect on submarine pipeline on-bottom stability. Acta Mechanica Sinica, 17(1), 86-96.
  • [6] Ong, M. C., Utnes, T., Holmedal, L. E., Myrhaug, D., Pettersen, B. 2010. Numerical simulation of flow around a circular cylinder close to a flat seabed at high Reynolds numbers using ak–ε model. Coastal Engineering,57(10), 931-947.
  • [7] Draper, S., An, H., Cheng, L., White, D. J., Griffiths, T. 2015. Stability of subsea pipelines during large storms. Phil. Trans. R. Soc. A, 373(2033), 20140106.
  • [8] Gökkuş, Ü. 1995. Computer-Aided Design of Submarine Pipelines, Water Science Technology, 233-241.
  • [9] Varol, B. Y., Gökkuş, Ü. 2012 Düzenli Dalga Etkisinde ve Asılı Konumda Bulunan Deniz Boru Hattının Tesir Çizgisi Yöntemi Ile Analizi. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(2), 31-42.
  • [10] Cokgör, S. Avcı, I. 2001. Hydrodynamic Forces on Partly Buried Tandem Twin Pipelines in Current, Ocean Engineering, 28:1349-1360.
  • [11] Lee, M. M. K. 1999. Strength, stress and fracture analyses of offshore tubular joints using finite elements. Journal of Constructional Steel Research, vol. 51, no. 3, pp. 265–286.
  • [12] CERC, 2002. Coastal Engineering Manual, Wave Mechanics, PartII, USA, Coastal Engineering Research Center, Vicksburg, MS, USA.
  • [13] Ergin, A. 2010. Coastal Engineering, Metu Press, Ankara, Turkey.
  • [14] Sorensen R. M. 2005, Basic Coastal Engineering, vol. 10, Springer Science & Business Media, Berlin, Germany.
  • [15] Le Mehaute, B. 1976. Similitude in coastal engineering. Journal of the waterways, harbors and coastal engineering division, 102(3), 317-335.
  • [16] Goda, Y. 2010. Random seas and design of maritime structures (Vol. 33). World Scientific Publishing Company.
  • [17] Keulegan, G. H., Carpenter, L. H. 1956. Forces on cylinders and plates in an oscillating fluid: US Department of Commerce. National Bureau of Standards.
  • [18] Yalçın, Y. Çevik, E. 2009. Kıyı Mühendisliği, Beta Basım A.Ş., İstanbul.
  • [19] Wang E. Nelson T., 2002. Structural dynamic capabilities of ANSYS,” in Proceedings of the ANSYS 2002 Conference, Pittsburg, PA, USA.
  • [20] Benra, F. K., Dohmen, H. J., Pei, J., Schuster, S., Wan, B. 2011. A comparison of one-way and two-way coupling methods for numerical analysis of fluid-structure interactions. Journal of applied mathematics.
Toplam 20 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Begüm Yurdanur Dağlı 0000-0002-2021-5450

Dilay Uncu 0000-0001-8660-2114

Yeşim Tuskan 0000-0001-7090-2235

Yayımlanma Tarihi 25 Ağustos 2019
Yayımlandığı Sayı Yıl 2019

Kaynak Göster

APA Dağlı, B. Y., Uncu, D., & Tuskan, Y. (2019). Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 23(2), 404-410. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.494460
AMA Dağlı BY, Uncu D, Tuskan Y. Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi. Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg. Ağustos 2019;23(2):404-410. doi:10.19113/sdufenbed.494460
Chicago Dağlı, Begüm Yurdanur, Dilay Uncu, ve Yeşim Tuskan. “Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 23, sy. 2 (Ağustos 2019): 404-10. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.494460.
EndNote Dağlı BY, Uncu D, Tuskan Y (01 Ağustos 2019) Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 23 2 404–410.
IEEE B. Y. Dağlı, D. Uncu, ve Y. Tuskan, “Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi”, Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg., c. 23, sy. 2, ss. 404–410, 2019, doi: 10.19113/sdufenbed.494460.
ISNAD Dağlı, Begüm Yurdanur vd. “Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 23/2 (Ağustos 2019), 404-410. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.494460.
JAMA Dağlı BY, Uncu D, Tuskan Y. Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi. Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg. 2019;23:404–410.
MLA Dağlı, Begüm Yurdanur vd. “Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi”. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 23, sy. 2, 2019, ss. 404-10, doi:10.19113/sdufenbed.494460.
Vancouver Dağlı BY, Uncu D, Tuskan Y. Deniz Boru Hattı Dinamik Davranışının Sonlu Elemanlar Yöntemi İle Analizi. Süleyman Demirel Üniv. Fen Bilim. Enst. Derg. 2019;23(2):404-10.

e-ISSN :1308-6529
Linking ISSN (ISSN-L): 1300-7688

Dergide yayımlanan tüm makalelere ücretiz olarak erişilebilinir ve Creative Commons CC BY-NC Atıf-GayriTicari lisansı ile açık erişime sunulur. Tüm yazarlar ve diğer dergi kullanıcıları bu durumu kabul etmiş sayılırlar. CC BY-NC lisansı hakkında detaylı bilgiye erişmek için tıklayınız.