A master thesis from Aalborg University
Fritspændsanalyser af en Offshore Rørledning
[Free-span Analyses of an Offshore Pipeline]
Author(s)
Term
4. term
Education
Publication year
2008
Submitted on
2008-06-11
Pages
303 pages
Abstract
This project is focused on numerical modelling of dynamic problems with basis in a freespanning offshore pipeline located at the Danish area of the North Sea. Hydrodynamic force models are evaluated considering time variation of force coefficients and wake effects. A force model due to vortex lock-in is also considered. Hydrodynamic damping is implemented by a force feedback model. Analytical and numerical models of soil springs have been compared. Transmitting boundary elements for the pipeline and soil springs have been developed and implemented in a numerical Winkler model. Liquefaction problems of the soil have also been evaluated. Free-span analyses are made in a non-linear Winkler model with main focus on fatigue damage due to dynamic excitation from waves and current. Parametric study is performed to detect the governing parameters for the damage of a pipeline free-span. Finally, the project contains multi-span analyses that treat the interaction of two neighbouring free-spans.
Dette projekt omhandler numerisk modellering af dynamiske problemstillinger med udgangspunkt i fritspændsanalyser af en offshore rørledning i det danske område af Nordsøen. Fritspændsanalyserne er tværfaglige og projektet indeholder tre fagområder: konstruktion, hydrodynamik og geoteknik. Hydrodynamiske lastmodeller, der inkluderer tidsvarierende kraftkoefficienter og wake-effekt er undersøgt og sammenlignet med den konventionelle Morison Model. Implementering af hydrodynamisk dæmpning er inddraget i lastmodellerne som en feedback lastmodel. Empirisk lastmodellering af hvirvel lock-in er også inddraget i projektet. Jorden omkring rørledningen er i den numeriske modellering beskrevet som fjedre efter princippet for en Winkler-model. De analytiske fjedre er blevet vurderet i forhold til stivheden beregnet i en numerisk 2D kontinuummodel. Transmitterende randbetingelser for rør og jord er blevet udviklet og implementeret i Winkler-modellen. Udmattelse i jorden som konsekvens af cyklisk belastning af jorden omkring rørledningen er blevet vurderet kvalitativt. De konstruktionsmæssige problemstillinger har primært fokus på udmattelse af rørledningen som konsekvens af den dynamiske påvirkning af fritspændet. Søjleinstabilitet er også inddraget i projektet for at vurdere denne problemstilling i forhold til udmattelse. Et parameterstudie er blevet foretaget for et enkeltspænd for at få overblik over de styrende parametre for det dynamiske respons og udmattelse af rørledningen. Herunder er forskellen i udmattelseskonsekvensen ved at benytte laster fra regelmæssige og uregelmæssige bølger blevet analyseret. Analyse af flerspænd er inddraget med fokus på de dynamiske konsekvenser der opstår når to nærliggende fritspænd interagerer.
Keywords
pipeline ; free-span ; offshore ; fatigue ; rørledning ; fritspænd ; udmattelse
Colophon: This page is part of the AAU Student Projects portal, which is run by Aalborg University. Here, you can find and download publicly available bachelor's theses and master's projects from across the university dating from 2008 onwards. Student projects from before 2008 are available in printed form at Aalborg University Library.
If you have any questions about AAU Student Projects or the research registration, dissemination and analysis at Aalborg University, please feel free to contact the VBN team. You can also find more information in the AAU Student Projects FAQs.