Caution of Directional Wave Selection


Caution of Directional Wave Selection

K.Kurojjanawong

22-May-2016

เรื่องนี้คนส่วนใหญ่มักไม่รู้ หรือเรียกว่าคิดไม่ถึง ผมทำงานมาเป็นสิบปี ยังเพิ่งจะรู้ไม่นานนี้

โดยปกติเราจะออกแบบโครงสร้างที่ Return period ของ environmental load ค่าหนึ่ง อย่างเช่น 50ปี, 100ปี หรือ 10000ปี ซึ่งตามความหมายคือต้องทุกทิศทาง (omni-directional)

หลายครั้งใน metocean report แทนที่มันจะให้ omni-directional มา มันให้ directional มาด้วย เราก็ดีใจ เพราะค่ามันตำกว่า omni-directional คือมันจะมีทิศอยู่ทิศหนึ่งที่ค่าใกล้ omni-directional มาก ทีเหลือจะต่ำกว่า

เช่น

100yrs omini wave height = 20m

100yrs 0deg wave height = 17m

100yrs 45deg wave height = 18m

100yrs 90deg wave height = 20m

เค้าบอกว่าทำอย่างนี้ไม่ได้

ความหมายของการออกแบบ environmental load action ที่ 100yrs return คือ ต้องทุกทิศทาง ซึ่งสุดท้ายมันจะเข้าไปสู่ maximum target structural probability failure ที่โค๊ดต้องการ อย่างเช่น ตามข้างบน ต้องเอา 20ม มาใช้หมดทุกทิศ ต่อให้จริงๆแล้ว มันจะมีบางทิศที่ 100yrs wave มันต่ำกว่า 20m ก็ตาม

การที่อยู่ๆ เราไปลดบางทิศมันลง เพราะเห็นว่า 100yrs wave บางทิศมันน้อยกว่า omni มันทำให้ total probability of failure ของโครงสร้างมันสูงกว่าค่าที่เค้าต้องการในโค๊ด

จริงๆ เราสามารถจะลดมันลงได้ แต่เราจะต้องคำนวณ total probability of failure of structure ออกมาจากผลที่เราไปใช้ directional wave นั้น ต้องพิสูจน์ให้เค้าเห็นว่า ค่ามันยังต่ำกว่าค่าสูงสุดที่เค้ากำหนดไว้ ซึ่งแต่ละโครงสร้างมันก็ไม่เท่ากันละทีนี้

เท่าที่เคยเจอมา มีแค่โค๊ดเดียวที่มี ไกด์ไลน์ไว้ คือ NORSOK N-006 Assessment of Structural Integrity for Existing Offshore Load-Bearing Structures

ในกรณีไม่มีการทำ reliability analysis เค้าบอกว่า ถ้าแบ่ง environmental load ออกเป็น 4, 8 และ 12 ทิศ ตามตารางข้างล่าง ให้ เอา target probability of exceedance ไปหารด้วย df ซึ่งมี ค่า 2, 4 และ 6 ตามลำดับ

หรือพูดอีกอย่างหนึ่ง ก็คือ ให้ ขยับ return period ขึ้น เป็นจำนวน 2,4 และ 6 เท่า สำหรับ การแบ่งออกเป็น 4, 8 และ 12 ทิศ ตามลำดับ แต่ให้ค่าสูงสุดไม่เกิน omni-directional ของ return period ที่ต้องการ

เช่น

ถ้าต้องการ target probability of exceedance ที่ 10^-2 (100yrs return) แล้วต้องการ 8 ทิศ environmental load

100yrs return

100yrs omini wave height = 20m –> เอาไปใช้่ ได้

100yrs 0deg wave height = 17m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 45deg wave height = 18m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 90deg wave height = 20m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 135deg wave height = 19m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 180deg wave height = 15m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 225deg wave height = 14m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 270deg wave height = 12m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

100yrs 315deg wave height = 16m –> เอาไปใช้ ไม่ได้

400yrs return

400yrs omini wave height = 20m –> เอาไปใช้่ ไม่ได้

400yrs 0deg wave height = 18m –> เอาไปใช้่ ได้

400yrs 45deg wave height = 19m –> เอาไปใช้่ ได้

400yrs 90deg wave height = 21m –> เอาไปใช้่ ไม่ได้ ให้ใช้ 20m

400yrs 135deg wave height = 20m –> เอาไปใช้่ ได้

400yrs 180deg wave height = 16m –> เอาไปใช้่ ได้

400yrs 225deg wave height = 15m –> เอาไปใช้่ ได้

400yrs 270deg wave height = 13m –> เอาไปใช้่ ได้

400yrs 315deg wave height = 17m –> เอาไปใช้่ ได้

งั้นจะเห็นว่า directional wave height ที่จะเอาไปใช้ได้ จะโดนยกขึ้นมาจาก 100yrs return ทั้งที่เราต้องการค่าที่ 100yrs return แต่เราต้องใช้ค่าที่ 400yrs return แทน

ปล. อย่างไรก็ดี ในอ่าวไทย ผมยังไม่เคยเห็นงานไหนใช้ directional wave สักที แต่หลายงานในเอเชีย ผมเห็นเอามาใช้กัน งั้นรับรู้ไว้ว่า ถ้าจะเอามาใช้ ต้องขยับ return period ขึ้นนะครับ ถ้ามันดันไม่ให้มา ก็ต้องคำนวณเองล่ะทีนี้ว่า ที่ return period ที่ขยับแล้ว wave height มันเป็นเท่าไร

Ref.

NORSOK N-006, Rev 1, 2009, “Assessment of Structural Integrity for Existing Offshore Load-Bearing Structures”

caution-of-directional-wave-selection

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s