Wind Spectrum : Harris VS Froya


Wind Spectrum : Harris VS Froya

K.Kurojjanawong

26-Jan-2016

คิดว่าคนทั่วๆ ไป น่าจะคุ้นกับ Harris wind spectrum เพราะมันใช้กับงานที่อยู่บนฝั่งด้วย แถมโปรแกรมส่วนใหญ่จะมี wind spectrum ตัวนี้เป็น default เลย แต่ถ้าไปอ่านใน API RP2A นี่จะไม่เห็นคำว่า Harris อยู่เลย แต่ให้ wind spectrum มารูปแบบหนึ่ง ซึ่งรูปแบบนั้น คือ Froya wind spectrum ไม่ใช่ Harris นะครับ

ถ้าไปดูใน NORSOK N-003 ก็ยังเห็น รูปแบบเดียวกัน คือ Froya wind spectrum ซึ่ง spectrum นี้เหมาะกับโครงสร้างที่ไวในช่วง low-frequency (คาบสูงๆ) ในขณะที่ Harris wind spectrum พัฒนามาจากงานที่อยู่บนฝั่ง ซึ่งจะเหมาะกับ โครงสร้างที่ ไวในช่วง High-frequency (คาบต่ำๆ) ใน Norsok N-003 เขียนไว้ 1 บรรทัดว่า ควรใช้ Harris wind spectrum สำหรับ flare tower ในขณะที่ API RP2A ไม่บอกอะไรเลย ไม่พูดถึง Harris ด้วยซ้ำ แต่คนส่วนใหญ่ก็ยังเอามาใช้ในการวิเคราะห์ Flare tower อยู่ ทั้งที่ ใน API มีแต่ Froya wind spectrum

ผมลอง plot มาให้ดู จะเห้นว่า Froya wind spectrum มันไม่ขึ้นกับอะไรเลย ขึ้นกับ wind speed และ hight above water อย่างเดียว ในขณะที่ Harris มันขึ้นกับ Wind speed, Terrain Roughness (Z0) และ Integral Length Scale (Lu) ซึ่งไปมีผลกับค่า Surface friction และ Von Karman constant

เมื่อเทียบกัน จะพบว่า ที่ low-frequency (f < 0.01) ที่เหมาะกับ Froya model สามารถจะปรับ Harris ขึ้นไปแมทต์ ได้ด้วยการใช้ค่า Lu สูงๆ อย่างเช่น 1800m

ในขณะที่ ที่ High-frequency (f > 0.01) ที่เหมาะกับ Harris model ค่าจะ Froya จะใกล้กับ Harris ที่ Lu ต่ำๆ อย่างเช่น 180m (ค่าเฉลี่ยของ Lu) ยิ่งค่า Lu สูงขึ้น wind density spectrum ยิ่งต่ำลง ซึ่งก็ดีขึ้นสำหรับโครงสร้างที่สนใจ ค่าที่ได้จาก Froya แทบจะอยู่ที่ ขอบบนของ Harris model อยู่แล้ว นี่อาจจะเป็นสาเหตุที่ API RP2A ไม่เขียนถึง Harris เลยก็ได้ (ผมเดาเอานะ) เพราะใช้ Froya สำหรับช่วง High-frequency ก็น่าจะ conservative เมื่อเทียบกับที่ควรจะเป็นอย่าง Harris model

อย่างไรก็ดี ส่วนใหญ่งานที่ทำ spectral wind analysis ก็จะเห็นมีแต่พวก flare boom หรือ tower คนส่วนใหญ่ ก็ยังใช้ Harris model กันอยู่ ทั้งที่โค๊ดไม่ได้บอก แต่ที่มั่วมาก คือ ค่า parameter ที่ให้เข้าไปใน spectrum ถ้าจะเอาปลอดภัย ให้ใส่ Terrain Roughness (Z0) สูงๆ แล้วใส่ Integral Length Scale (Lu) ต่ำๆ หรือ ใช้ Froya model ไปเลย น่าจะเซฟที่สุด

Wind Spectrum - Harris VS Froya.jpg

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