Marine Engineering

fa تحلیل عددی پاسخ‌های هیدرودینامیکی سکوی اسپار سلولی-خرپایی با استفاده از MOSES و توسعه پارامترهای هیدرودینامیکی مورد نیاز برای مدل‌سازی دینامیکی Numerical Investigation of Hydrodynamic Responses of a Cellular-Truss Spar Platform Using MOSES and Development of Hydrodynamic Parameters for Dynamic Analysis هیدروديناميك سازه های ساحلی و فراساحلی Offshore Hydrodynamic مقاله پژوهشي Research Paper <table align="right" class="MsoTableGrid" dir="rtl" style="width:680px; border-collapse:collapse; border:none" width="680"> <tbody> <tr> <td style="border-bottom:1px solid black; width:463px; padding:6px 0cm 6px 0cm; border-top:1px solid black; border-right:none; border-left:none" valign="top">تحلیل دقیق پاسخ‌های هیدرودینامیکی سکوهای شناور فراساحلی، نقش مهمی در طراحی ایمن و ارزیابی عملکرد آن‌ها در شرایط محیطی دارد. در این پژوهش، رفتار هیدرودینامیکی یک سکوی اسپار سلولی–خرپایی با استفاده از نرم‌افزار MOSES  و بر پایه روش المان مرزی (BEM) مورد بررسی قرار گرفت. مدل سه‌بعدی سکو با شبکه‌ای شامل حدود ۱۸۰۰ پنل ایجاد شد و پس از انجام مطالعه همگرایی، اختلاف نتایج با افزایش تراکم شبکه کمتر از ۲٪ به دست آمد. تحلیل‌ها در بازه فرکانسی 0 تا 2/1 rad/s انجام شد و ضرایب جرم افزوده و تابع پاسخ دامنه (RAO) برای حرکات سرج، هیو و پیچ استخراج گردید. به‌منظور اعتبارسنجی، نتایج مدل با داده‌های منتشرشده مبتنی بر روش المان محدود (FEM) مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل توسعه‌یافته قادر به پیش‌بینی دقیق پاسخ‌های هیدرودینامیکی سکو است؛ به‌گونه‌ای که میانگین خطای نسبی در حرکات هیو، سرج و پیچ به‌ترتیب 63/5%، 10/6% و 50/8% به دست آمد. همچنین، بیشینه پاسخ‌های دینامیکی هر سه درجه آزادی در حوالی فرکانس 0.34 rad/s مشاهده شد که بیانگر وقوع تشدید و تطابق مناسب با نتایج مرجع است. بررسی ضرایب جرم افزوده نیز نشان داد که نسبت جرم افزوده به جرم سازه در ناحیه تشدید برای حرکات سرج و هیو به‌ترتیب در حدود 2 و 0.5 باقی مانده و تغییرات ناگهانی ندارد که این موضوع پایداری رفتار هیدرودینامیکی مدل را تأیید می‌کند. علاوه بر اعتبارسنجی مدل، این پژوهش برای نخستین بار ضرایب جرم افزوده سکوی اسپار سلولی–خرپایی را که در مطالعه مرجع گزارش نشده‌اند، استخراج و ارائه می‌کند و بدین‌ترتیب پایگاه داده هیدرودینامیکی این نوع سازه را توسعه می‌دهد. نتایج نشان می‌دهد که مدل مبتنی بر BEM در نرم‌افزار MOSES از دقت و قابلیت اطمینان مناسبی برای تحلیل و طراحی سکوهای اسپار پیچیده برخوردار بوده و می‌تواند در مطالعات آینده مرتبط با تحلیل دینامیکی و طراحی سازه‌های فراساحلی مورد استفاده قرار گیرد.</td> </tr> </tbody> </table> Accurate prediction of the hydrodynamic responses of floating offshore platforms is essential for their safe design and performance assessment under environmental loading conditions. In this study, the hydrodynamic behavior of a cell-truss spar platform was investigated using the MOSES software based on the Boundary Element Method (BEM). A three-dimensional numerical model of the platform was developed using approximately 1,800 boundary panels, and a mesh convergence study confirmed that increasing the mesh density resulted in variations of less than 2%, demonstrating the numerical stability of the model. Hydrodynamic analyses were carried out over a frequency range of 0–1.2 rad/s, and the added-mass coefficients together with the Response Amplitude Operators (RAOs) for surge, heave, and pitch motions were determined. The numerical results were validated against published data obtained using the Finite Element Method (FEM). The results demonstrate that the developed BEM model accurately predicts the hydrodynamic responses of the platform, with average relative errors of 5.63%, 6.10%, and 8.50% for the heave, surge, and pitch motions, respectively. In addition, the maximum dynamic responses in all three degrees of freedom occurred near a frequency of 0.34 rad/s, indicating resonance and showing good agreement with the reference results. The analysis of the added-mass coefficients further revealed that, in the resonance region, the ratios of added mass to the structural mass remained approximately 2.0 for surge and 0.5 for heave, with no abrupt variations, confirming the stable hydrodynamic behavior of the developed numerical model. Beyond model validation, this study presents, for the first time, the added-mass coefficients of a cell-truss spar platform, which were not reported in the reference study, thereby extending the available hydrodynamic database for this class of offshore structures. The findings demonstrate that the BEM-based model implemented in MOSES provides reliable accuracy for the hydrodynamic analysis and design of complex spar platforms and can serve as an effective tool for future studies on the dynamic analysis and structural design of offshore floating systems.   سکوی اسپار خرپایی-سلولی,مدل‌سازی عددی هیدرودینامیکی,تحلیل پاسخ دینامیکی,شبیه‌سازی با نرم‌افزار MOSES,نمودار پاسخ دامنه Truss-Cell Spar Platform,Numerical Hydrodynamic Modeling,Dynamic Response Analysis,MOSES Software Simulation,Response Amplitude Operator 59 75 http://marine-eng.ir/browse.php?a_code=A-10-696-5&slc_lang=fa&sid=1 fateme zolfagharnasab فاطمه ذوالفقارنسب fzolfagharnasab@yahoo.com Yes sharif university of technology دانشگاه صنعتی شریف