بررسی تأثیر عمق دفنشدگی خطوط لوله فراساحلی در حالت تاندوم بر جدایش جریان با استفاده از مدلهای آزمایشگاهی و عددی

وجود خطوط لوله در محیط بستر دریا سبب تغییر الگوی جریان در مجاورت آنها شده و نیز موجب به وجود آمدن گردابه هایی در قسمت های جلوو پشت لوله گردیده که همراه با افزایش شدت آشفتگی است. این تغییرات می توانند منجر به خستگی سازه و یا آبشستگی در اطراف آن گردند و نهایتاًپایداری سازه را تهدید نمایند. در این مقاله، به منظور بررسی کنش لوله روی جریان، تغییرات به وجود آمده در الگوی جریان اطراف خطوط لولهفراساحلی نیمه مدفون به صورت آزمایشگاهی و عددی در حالت جریان دائمی مورد بررسی قرار گرفته اند. جهت مدل سازی تجربی، آزمایشهایی درآزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک انجام شده است. آزمایشها در یک کانال آزمایشگاهی و با استفاده از یک لوله PVC برای نسبت های متفاوت عمق دفن-شدگی به قطر لوله انجام گرفته است. جهت مشاهده الگوی جریان از ذرات پلیاستایرن استفاده شده و نیز به منظور کمک به درک فیزیکی پدیده ازکلیه مراحل انجام آزمایش ها به وسیله دوربین دیجیتال، فیلمبرداری شده است. در بخش شبیه سازی عددی نیز از روش حجم محدود استفاده شده ومیدان جریان با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی FLUENT تحلیل شده است. ایجاد هندسه و شبکهبندی مدل نیز به وسیله پیش پردازنده GAMBIT صورت گرفته است. سرانجام نتایج عددی به دست آمده با نتایج تجربی این پژوهش و سایر پژوهشگران مقایسه شدهاند که تطابق نسبتاً خوبی حاصل شده است. نتایج تجربی و عددی نشان دادند که با افزایش نسبت عمق دفنشدگی به قطر لوله، مقادیر طول نواحی جدایی دربالادست و پایین دست خطوط لوله در حالت منفرد و تاندوم کاهش مییابد. همچنین با افزایش عمق دفن شدگی، از مقدار سرعتهای بیشینه مثبت دربالای خط لوله و نیز از سرعتهای بیشینه منفی در محل تشکیل گردابه ها کاسته می شود که نتیجه امر کاهش تنش برشی بستر را در پی خواهد داشت. بنابر این می توان پیش بینی نمود که با افزایش عمق دفنشدگی مشکلات ناشی از فرسایش و آبشستگی کاهش خواهند یافت.