Sloshing و Slamming Testing

سیالات متحرک می توانند فشار زیادی بر سازه های داخل و خارج کشتی ها و تأسیسات دریایی مانند سکوهای نفت و گاز یا توربین های بادی وارد کنند. اندازه‌گیری‌های قابل اعتماد پدیده‌های Sloshing (حرکات LNG و کاویتاسیون) و ضربه (اثرات موجی) به سنسورها و دینامومترهای فشار خاص کاربرد دارد.

آزمایش Sloshing بخشی از راه حل های آزمایش و ارزیابی برای تانکرهای LNG است. گاز طبیعی به عنوان یک منبع انرژی جایگزین عمل می کند و توسط تانکرهای مخصوص LNG (گاز طبیعی مایع) در سراسر جهان حمل می شود. ساختار مخازن باید در برابر ریزش LNG حتی در امواج سنگین مقاومت کند. آزمایشگاه‌های پیشرفته، حسگرهای فشار مخصوص کاربرد، از جمله راه‌حل‌های بسیار فشرده برای آزمایش و ارزیابی انقباض را ارائه می‌کنند.

گاز طبیعی را فقط می توان به صورت موثر به شکل مایع منتقل کرد. خنک‌کردن گاز تا دمای 162 درجه، حجم آن را 600 برابر کاهش می‌دهد، بنابراین می‌توان آن را با تانکرهای LNG حمل کرد. باد و امواج می توانند باعث حرکت LNG در مخازن نیمه پر شده کشتی شوند. این حرکات که به نام sloshing شناخته می شوند، می توانند بر پایداری کشتی تأثیر بگذارند و غشاهای داخلی مخزن را در معرض بارهای سنگین قرار دهند.

بسیاری از آزمایشگاه‌های تحقیقاتی در سرتاسر جهان بارهای دینامیکی ناشی از افت بر روی ساختار مخازن تانکرهای LNG را مطالعه می‌کنند. روش‌های آزمایش و ارزیابی تکان دادن معمولاً شامل یک مدل مستطیلی دو بعدی از یک مخزن LNG روی پایه شش ضلعی است (مدل‌های سه بعدی در مقیاس کوچک نیز استفاده می‌شوند). سنسورهای فشار اغلب در پیکربندی های خوشه ای بر روی دیوار مدل مخزن در مکان های مختلفی قرار می گیرند که احتمال ضربه های شدید وجود دارد.

آزمایش ضربه دریایی یک روش آزمایش دقیق حرکات و بارهای ناشی از امواج است. مخازن مهندسی اقیانوس نه تنها برای تأیید عملکرد و ایمنی یک کشتی، بلکه به عنوان یک حوضه حفظ دریا و مانور برای سازه‌های دریایی مانند سکوهای نفت و گاز یا توربین‌های بادی استفاده می‌شوند. راه حل های سفارشی ارائه شده توسط آزمایشگاه های پیشرفته از سنسورهای فشار مختلف گرفته تا دینامومترها برای مطالعه جفت شدن آیرودینامیک و هیدرودینامیک متغیر است.

کاربردهای حوضه های موجی که در اینجا توضیح داده شده است شامل آزمایش اجسام لنگر یا ثابت (مانند سکوهای نفت و گاز یا توربین های بادی دریایی) برای تعیین حرکات و بارهای ناشی از امواج و باد است. برای آزمایش توربین بادی دریایی، باد و امواجی که به طور همزمان روی توربین عمل می کنند را می توان با یک سری دینامومتر سه جزئی که در پایه دکل بین لنگر و واحد تحت آزمایش قرار می گیرند اندازه گیری کرد. این آزمایش ضربه دریایی داده‌های معیار با کیفیت بالا را برای اعتبارسنجی روش‌های شبیه‌سازی جفت بین رفتارهای آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی ارائه می‌کند. اندازه گیری های آزمایشی برای سکوهای نفت و گاز یا کشتی ها اغلب نیاز به سنسورهای فشار دارند که در دیواره سازه نصب شده یا در بدنه کشتی تعبیه شده باشند.

Sloshing یک جریان سطح آزاد با تشدید شدید در یک رگ است. مخزن می تواند با یک حرکت هارمونیک تحریک شود یا با یک کشتی در امواج حرکت کند. یک مدل sloshing مبتنی بر تحلیل غیرخطی در محاسبات sloshing استفاده می شود. میرایی حرکت sloshing یک پارامتر مهم در اطراف رزونانس برای حرکت کشتی و سیستم sloshing ترکیبی است.

در آزمایشگاه sloshing، حرکات یک کشتی شبیه سازی می شود. یک مخزن پلاستیکی نصب شده در بالای دستگاه متحرک نشان دهنده مخزن بار کشتی است. به دلایل فنی، مخازن بار مایع هرگز به طور کامل پر نمی شوند. اگر محموله مایع نیز به دلیل حرکات مخزن مجبور به جابجایی شود، افتادگی رخ می دهد. درجه تحریک به حرکات مخزن و طیف فرکانس بستگی دارد. به طور معمول، طیف های مربوط به طیف های موجود در دریاهای طبیعی استفاده می شود.

در حین کار، حتی در مسیرهای دریایی متوسط، مخازن ممکن است تحت بارهای زیاد ناشی از شکستگی قرار گیرند. در آزمایشگاه، بارهای روی مخزن با تمرکز بر سیستم های مهار محموله مورد استفاده در حامل های گاز طبیعی مایع (LNG) اندازه گیری و تجزیه و تحلیل می شوند.

با آزمایشگاه sloshing، بارهای ناشی از ریزش مخازن LNG در کشتی ها نیز مورد بررسی قرار می گیرند. اینها برای انتقال گاز طبیعی در دمای تقریباً منفی 162 درجه طراحی شده اند. انواع دیگر تانک ها، استخرهای شنا در کشتی های کروز یا مخازن وسایل نقلیه نیز ممکن است موضوع بررسی های آزمایشگاهی باشند.

در حالی که اهمیت شبیه‌سازی‌های عددی در هیدرودینامیک دریایی در سال‌های اخیر به سرعت افزایش یافته است، ابزارهایی برای تعیین حرکات و بار کشتی برای هندسه‌های خاص و مشکلات ساختاری برای بارهای خاص به طور جداگانه توسعه یافته‌اند (تست کوبیدن). امروزه محاسبه ترکیبی حرکات و بار کشتی و مسائل سازه ای مربوط به روش های حجم محدود و اجزای محدود (برهمکنش ساختار سیال) در کدهای عددی مختلف پیاده سازی می شود.

در یک مرکز slammimg، آزمایش‌های تجربی بر روی اشیاء برای اعتبارسنجی شبیه‌سازی‌های عددی انجام می‌شود. هدف آن اندازه‌گیری فشارها و تنش‌ها در مکان‌های تعریف‌شده، و همچنین نیرو و شتاب، برای سرعت‌های مختلف ضربه در حین چکش آب در تاسیسات ضربه است. آزمایش های استاندارد انجام شده در این زمینه عبارتند از اندازه گیری پیزومقاومتی فشارها، گیج های فشار و اندازه گیری پیزوالکتریک شتاب و نیرو.

فشارهای ضربه ای ناشی از برخورد موج عواقب جدی برای ایمنی سازه ها مانند روبنای یک اسکله انباشته، سکوی نفتی دریایی و عرشه اسکله باز دارد.

در میان آزمایش‌ها، اندازه‌گیری‌ها، تحلیل‌ها و ارزیابی‌های متعددی که برای کسب‌وکارها در بخش‌های مختلف انجام می‌دهد، سازمان ما نیز خدمات «آزمایش کوبیدن و ضربه زدن» را با کارکنان آموزش‌دیده و متخصص و تجهیزات فن‌آوری پیشرفته‌اش ارائه می‌کند.