1-2  سكو ی ستونی (اسپار)………………………………………………….………………9

2-2 سكوهای ستونی خرپایی(تراس اسپار)……………………………………………10
3-2  نیمه مغروق ها:…………………………………………………………………………..12
4-2 سکوی نیمه شناور خرپایی (Truss Pontoon Semi-submersibl )………………..17
فصل  سوم: نیروهای محیطی و تئوری امواج
1-3 نیروهای وارد بر سکو…………………………………………………………………20
1-1-3 نیروی ناشی ازموج……………………………………………………………………23
1-1-1-3 معادله موریسون …………………………………………………………………29
2-1-1-3 تئوری تفرق(diffraction theory) ………………………………37     
2-3 مقدمه ای بر امواج…………………………………………………………………………….41 
3-3 تئوری امواج……………………………………………………………………………………42 
1-3-3 امواج منظم…………………………………………………………………………………43 
2-3-3 امواج نامنظم………………………………………………………………………………..49
4-3 توصیف آماری امواج………………………………………………………………………..53
5-3 طیف دامنه و انرژی امواج………………………………………………………………53
1-5-3 طیف پیرسون موسکویچ…………………………………………………..58
2-5-3 طیف جانسوپ………………………………………………………………….59
3-5-3 طیف برت اشنایدر…………………………………………………………..61
4-5-3 طیف نیومن……………………………………………………………………..62
5-5-3 طیف نیومن……………………………………………………………………..62
فصل چهارم : سیستم های خطی یک در جه آزادی
1-4 ارتعاش آزاد نامیرا ……………………………………………………………………..63
2-4 ارتعاش آزاد میرا ………………………………………………………………………65
3-4 کاهش لگاریتمی…………………………………………………………………………70
فصل پنجم:اطلاعات مساله و تحلیل سکوی نیمه شناور خرپایی
1-5 معرفی مشخصات مساله…………………………………………………………………72
1-1-5- مدل تست……………………………………………………………………………….73
2-5 محاسبه نیروهای وارد بر سازه………………………………………………………76
1-2-5 محاسبه نیروی surge وارد بر سکو به روش موریسون…………………….76
2-2-5 محاسبه نیروی surge وارد بر سازه با استفاده از تئوری تفرق…………….79  
-32-5 نیروی heave وارد بر سکو با استفاده از معادلات موریسون………………..80
4-2-5 نیروی heave  وارد بر سکو با استفاده از تئوری تفرق………………83
5-2-5 لنگر pihtch وارد بر سکو با استفاده از معادلات موریسون………..85
1-5-2-5  لنگر ناشی از نیروی surge وارد بر یک استوانه……………85

2-5-2-5 لنگر ناشی از نیروی heave وارد بر ستون ها………………….86
3-5-2-5 لنگر ناشی از صفحات افقی(heave plate)…………………….86
6-2-5 محاسبه لنگر pitch با استفاده از تئوری تفرق……………………………87
1-6-2-5 لنگر ناشی از نیروی surge……………………………………………….
2-6-2-5 لنگر ناشی از نیروی heave………………………………………………
3-6-2-5 لنگر ناشی از صفحات افقی…………………………………………………88
3-5 محاسبه حرکت سازه(RAO) تحت موج تکی……………………………………..89
1-3-5 محاسبه پاسخ واحد سازه برای حرکت در جهتheave…………………
2-3-5 محاسبه پاسخ واحد سازه برای حرکت در جهت pitch…………………..
4-5 پاسخ سازه تحت موج های تصادفی(طیفی)…………………………………91
فصل ششم: ارائه نتایج و بحث در آنها
1-6 نیروی وارد بر سکو در جهت surge  …………………………………..
2-6 نیروی وارد بر سکو در جهت heave……………………………………
3-6 لنگر وارد بر سکو در جهت pitch ………………………………………
4-6 پاسخ حرکتی سازه در جهت heave به موج با دامنه واحد ………………96
5-6 پاسخ حرکتی سازه در جهت pitch به موج با دامنه واحد………………..98
6-6تحلیل سازه برای موج های تصادفی…………………………………….99
1-6-6طیف پاسخ سازه برای حرکت در جهت heave ………………………..
2-6-6طیف پاسخ سازه برای حرکت در جهت pitch…………………………
7-6 نتیجه گیری…………………………………………………………………….104
8-6پیشنهادات برای ادامه کار…………………………………………………105
چکیده:
سکوی نیمه شناور خرپایی یک سازه جدید در صنعت سازه های فراساحل است که از یک قسمت خرپایی برای ایجاد جرم اضافه با استفاده از صفحات افقی استفاده می کند. در این پایان نامه این سازه با استفاده از قسمت خطی معادله موریسون تحلیل می شود و نتایج با تحلیل سکو به روش تئوری تفرق خطی مقایسه می شود. هدف از این تحلیل معرفی یک روش محاسباتی ساده برای تحلیل سازه هایی با ابعاد بزرگ مانند سکوی حاضر است. نزدیکی قابل قبول نتایج تحلیل با نتایج مدل تست و نتایج تحلیل با روش تفرق نشان می دهد که استفاده از معادله موریسون می تواند برای محاسبه نیروهای وارد بر سازه های بزرگی مانند سکوی مورد مطالعه روش مناسبی باشد و تا مقدار زیادی باعث ساده تر شدن محاسبات شود بدون آن که از کیفیت نتایج چشم پوشی کند. نکته مهم در این خصوص، وابستگی نتایج به ضرائب هیدرودینامیکی انتخابی است که در صورت درست انتخاب شدن باعث ایجاد نتایج صحیح می شوند.
فصل اول: مقدمه و معرفی
1-1- پیشگفتار
با توجه به اهمیت انرژی‏‏‏های فسیلی در دنیای امروز و نقش‏آفرینی این نوع انرژی در تمام مناسبات جهان، مساله استخراج آن یكی از موضوعات مهم تكنولوژی روز دنیا می باشد.همچنین پایان پذیری منابع فسیلی و محدود بودن ذخایر آن، باعث توجه به ذخایری شده است كه تاكنون بهره برداری از آنها صرفه اقتصادی نداشته است. یكی از مهم‏ترین این ذخایر، ذخایر انرژی مدفون در كف دریاهاست. لذا دانشمندان در طول قرن گذشته روش‏هایی را جهت استخراج از كف دریاها ارائه داده‏اند. حركت علمی كه در این راستا در غرب آغاز شده است اكنون دارای تاریخچه‏ای بیش از یک قرن است و با توجه به موقعیت حساس كشور ما در این برهه زمانی و برخورداری از منابع غنی انرژی های فسیلی در دریاهای شمال و جنوب كشور، كسب این تكنولوژی به یكی از رئوس برنامه علمی كشور تبدیل شده است. نكته قابل توجه در این باره، لزوم استفاده از روشهای اقتصادی و سیستم های بهینه استخراج می باشد كه در دنیای رقابتی امروز امری اجتناب ناپذیر می‏نماید.
جهت استخراج نفت و گاز از كف دریاها، كاربردی ترین روش شناخته شده، استفاده از سكو است. این نوع سازه طی عمر هفت دهه‏ای خود تحولات بسیاری را در سیستم سازه‏ای و قابلیت بهره برداری از سر گذرانده است.در ابتدا این نوع سازه در آب‏های كم عمق و به صورت خرپایی ساده مورد استفاده قرار گرفت و طی زمان، تكامل سازه در راستای استفاده در آب‏های عمیق و كاهش هزینه‏های ساخت مورد توجه قرار گرفت. به علت افزایش بسیار زیاد هزینه احداث سكو‏های ثابت با افزایش عمق، نوع جدیدی از سكو‏های دریایی با نام سكوی نیمه شناور مطرح شد كه دارای مزایای اقتصادی و كاربردی قابل توجه‏ای می باشد. سیر تكامل كلی سكو‏ها و به خصوص نوع خاصی از آنها را (سكوی نیمه شناور خرپایی) به صورت كامل در فصل یك شرح خواهیم داد.
سکوی نیمه شناور خرپایی نوع خاصی از سکوهای نیمه شناور است که دارای شش درجه آزادی می­باشد: حرکت افقی طولی (­­surge)، حرکت افقی عرضی (sway)، حرکت قائم (heave)، که به ترتیب جابجایی در امتداد محورهای x و y و z بوده و چرخش طول این محورها به ترتیب، غلتش عرضی (roll)، غلتش طولی(pitch) و چرخش در صفحه افقی (yaw) نامیده می شود.
با توجه به مقدمات بالا، در این پروژه سعی شده است اصول آنالیز یك سكوی نیمه شناور خرپایی مورد بررسی قرار گیرد و با شناسایی و مقایسه تئوری های موجود جهت محاسبه ی بارهای وارد بر سازه، برداشت جامعی از چگونگی آنالیز یك سكوی نیمه شناور خرپایی ارائه شود. در این راستا از تئوری های موریسون و دیفركشن خطی جهت محاسبه‏ی نیروی موج و از تئوری موج ایری برای توضیح طبیعت دریا استفاده شده است كه در فصل های ابتدایی توضیح كلی آنها خواهد آمد. نتایج محاسباتی پروژه با یك مدل تست نیز معتبر سازی شده است و در پایان شاهد بحث در نتایج و مقایسه آنها خواهیم بود.
1-2- روش تحقیق
در این تحقیق ابتدا نیرو‏های وارد بر سكوی نیمه شناور خرپایی ناشی از موج، توسط تئوری های موریسون و دیفركشن خطی برای درجات آزادی غیر وابسته‏ی surge ، heave و pitch به دست می‏آید. سپس با استفاده از حل معادله حركت دینامیكی سكوی نیمه شناور خرپایی در درجات آزادی heave و pitch ، پاسخ سازه به موج با دامنه واحد[1](RAO) به نیرو‏ها در این درجات به دست می‏آید.این نتایج با نتایج به دست آمده از مدل تست و با یكدیگر مقایسه خواهند شد. هم‏چنین طیف پاسخ سازه مورد نظر با استفاده از طیف های انرژی P-M و JONSWAP در درجات آزادی ذكر شده به دست می‏آید و مقایسه می‏شود.
1-3- پیشینه تحقیق