Yöntem makalesi

Bir Denge Scour Hole Içinde Titreşimli Boru Hattı Etrafında Akış Alanı Görselleştirme

DOI:

10.3791/59745

⸱

26 Ağustos 2019

 ,  ,  , 
1Key Laboratory of Coastal Disaster and Defense, Ministry of Education, Hohai University, 2School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University, 3Ocean College, Zhejiang University, 4AXESEA Information Technology Co. LTD

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokolün amacı, titreşen bir boru hattı tarafından indüklenen bir denge ovma deliği içinde ayrıntılı akış alanlarının görüntülenmesi ve yakın sınır makası ve normal gerilmelerin belirlenmesini sağlamaktır.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu yazıda, titreşen bir boru hattı tarafından indüklenen bir denge ovma deliği içinde ayrıntılı akış alanlarının görselleştirilmesini ve sınıra yakın kesme ve normal gerilmelerin belirlenmesini kolaylaştırmak için deneysel bir yöntem sunulmuştur. Bu yöntem, düz bir baca, boru hattı deplasman izleme ve akış alanları ölçümleri için zaman çözülmüş parçacık görüntü velocimetry (PIV) sistemi bir boru hattı titreşim sisteminin uygulanmasını içerir. Titreşimli boru hattının yer değiştirme zaman serisi çapraz korelasyon algoritmaları kullanılarak elde edilir. Zaman çözülmüş PIV kullanılarak elde edilen ham parçacık yüklü görüntüleri işlemek için adımlar açıklanmıştır. Farklı titreşimli fazlarda titreşimli boru hattının etrafındaki ayrıntılı anlık akış alanları, büyük hız gradyanlı akış bölgelerinde yer değiştirme yanlısı hatasını önlemek için çoklu zaman aralığı çapraz korelasyon algoritması kullanılarak hesaplanır. . Dalgalet dönüştürme tekniği uygulanarak, faz ortalaması olan hız alanları elde edilmeden önce aynı titreşim fazına sahip yakalanan görüntüler doğru bir şekilde kataloglanır. Bu yazıda açıklanan akış ölçüm tekniğinin temel avantajları, çok yüksek bir zamansal ve mekansal çözünürlüğe sahip olması ve aynı anda boru hattı dinamiklerini, akış alanlarını ve sınıra yakın akış gerilimlerini elde etmek için kullanılabilmesidir. Bu teknik kullanılarak, karmaşık bir ortamda 2 boyutlu akış alanının daha derinlemesine çalışmaları, örneğin titreşen bir boru hattı etrafında, daha iyi ilişkili sofistike ovma mekanizması anlamak için yapılabilir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deniz altı boru hatları, açık deniz ortamlarında sıvı veya hidro-karbon ürünlerinin taşınması amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir boru hattı aşınabilir bir deniz tabanı üzerine yerleştirildiğinde, boru hattının kendisi dalgalar, akımlar veya dinamik hareketler (zorunlu titreşim veya girdap kaynaklı-titreşim)1,2nedeniyle boru hattı etrafında bir ovma deliği oluşması muhtemeldir . Bir denizaltı boru hattı etrafındaki ovma mekanizmasının anlaşılmasını sağlamak için, türbülanslı akış alanlarının ölçümleri ve yatak makası tahminleri ve boru hattı-akışkan-deniz dibi etkileşim bölgesi içindeki normal gerilme....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Laboratuvar güvenlik kontrolü

  1. Lazer ve flume sisteminin kullanımına ilişkin güvenlik kurallarını gözden geçirin.
  2. Laboratuvarın güvenlik eğitim gereksinimlerinin karşılandığından emin olun.
    NOT: Bu deneyde, dalga boyu 532 nm olan 5W hava soğutmalı sürekli dalga lazerive 11 m uzunluğunda, 0,6 m genişliğinde ve 0,6 m derinliğinde cam kenarlı düz baca (Şekil 1) kullanılmıştır. Bu iki cihaz için temel güvenlik önerileri aşağıdaki gibidir:
    1. Testten önce lazer görüş hattındaki olası yansıma yüzeylerini kontrol edin; lazer cihazını çalıştırırken güvenlik gözlüğü takın.
    2. Deneyler sırasında lazer ışını sev....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ham görüntü ile boru hattı yer değiştirmeleri izlemenin işlenmiş görüntüsü ile anlık hız hesaplaması arasındaki karşılaştırmanın bir örneği Şekil3'te gösterilmiştir. Şekil 3b'de gösterildiği gibi, ham görüntüdeki tohumlama parçacıkları ve gürültü filtrelenir ve deplasman zaman serilerini elde etmek için parlayan boru hattı kenarı korunur. Şekil3c'de gösterildiği gibi, tohumlama parçacıkları, boru hattı kenarı ve deniz tabanı yüz.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu yazıda sunulan protokol, iki boyutlu akış alanlarının görselleştirilmesi ve PIV tekniklerini kullanarak bir denge deliğinde zorlanmış bir titreşimli boru hattı etrafında sınıra yakın akış gerilimi alanlarının belirlenmesi için bir yöntem açıklanmaktadır. Tasarlanan boru hattı hareketi y yönü boyunca tek boyutlu olduğundan, bu amaca ulaşmak için boru hattı modeli nin ve titreşim sisteminin hazırlanması ve ayarlanması başarılı bir sonuç için kritik ön koşullardır. X yönü boyunca boru hattının istenmeye.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (51709082) Genç Bilim Adamları Fonu ve Merkez Üniversiteler Için Temel Araştırma Fonları (2018B13014) tarafından desteklenmiştir.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Kamera kontrol yazılımıVisionResearch Phantom PCC 2.6Kamera kontrolü, görüntü verisi toplama ve işleme
Kamera lensiNikon ChiyodaNikor  60mm, f=2.8 prime lens
Sürekli dalga lazeri Pekin Laserwave optoelektronik teknolojisi co., ltd.PIV Lazer kaynağı; Nd:YAG lazer, 532 nm; hava soğutma
Yüksek hızlı kameraVizyonAraştırması Phantom Miro LAB 320Görüntü veri kaydı
Lazer levha şekillendirme optikleri Thorlabs IncNokta lazerini ince bir lazer tabakasına dönüştürün
Boru hattı modeliZONCEPZ SOLUTIONS35 mm çapında akrilik silindir
Boru hattı titreşim sistemiZONCEPZ SOLUTIONSBir sever motor, iki bağlantı yayı ve boru hattı destek çerçevelerinden oluşur.
PIV hesaplama yazılımıAXESEA Mühendislik Teknolojisi Limited ŞirketiAkış alanları ve boru hattı yer değiştirmeleri elde etmek içinPISIOU
PIV tohumlama malzemeleri10um çapındaShimakyu
Devridaim kanalı SZU ENGINEERING PTE LTDCam taraflı, 11 m uzunluğunda, 0,6 m genişliğinde ve 0,6 m derinliğinde
Tri-podMANFROTTOSKU MT190GOC4US 410Camara desteği
Görüntü veri işleme Alüminyum tozu

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Fredsøe, J. Pipeline-seabed interaction. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 142 (6), 03116002(2016).
  2. Larsen, B. E., Fuhrman, D. R., Sumer, B. M. Simulation of wave-plus-current scour beneath submarin....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Vibrating PipelineEquilibrium Scour HoleFlow Field VisualizationParticle Image VelocimetryPipeline Vibration SystemNear Boundary StressesFlume ExperimentVortex Induced VibrationVelocity Field MeasurementSeabed Erosion

İlgili makaleler