How to solve overloaded structure by using Random Wave Analysis in Frequency Domain


How to solve overloaded structure by using Random Wave Analysis in Frequency Domain

K.Kurojjanawong

Can we use random wave analysis by using frequency domain approach to justify extreme response i.e. member stress, support reaction ??

เมื่อวานผมโพสเรื่องการแก้ปัญหา overloaded support reaction บนเรือ ด้วยการใช้ barge ballast water (น้ำที่อยู่ในถังอับเฉาในเรือ)

วันนี้ผม เสนออีกวิธี คือการใช้ Random wave analysis แบบ Frequency Domain

ในรูป มันไม่ใช่ transportation analysis แต่เป็น extreme wave response analysis ของคลื่นลูกหนึ่งใน inplace analysis พอดีงานนี้มันมีปัญหา tension force เหนือหัว suction bucket มันสูงมาก จาก inplace analysis ด้วยการใช้ design wave approach (ใช้ค่า Hmax and THmax) ให้ค่า maximum pullout load เหนือ suction bucket สูงถึง 6700 mt (67MN) ทำให้มันมีปัญหากลัวว่า ฐานรากจะโดนถอนออกมาเวลาพายุเข้า

เนื่องจาก bucket มันรับแรงได้สูงด้วยสภาวะ undrained แต่ถ้ามันมาต่อเนื่องนานๆ มันจะกลายเป็น drained condition ทำให้กำลังตกลงไป ผมเลยต้องหา cyclic load ให้เค้าว่าแรงละแรงมันมากี่รอบ

เรื่องข้างบน หยุดไว้ก่อน เพราะไม่ใช่ประเด็น ที่จะบอกก็คือ ถ้าเราทำ Frequency Domain ด้วย Seastate เดียวกัน (Hs, Tp) หา maximum probable pull out load บนหัว suction bucket ออกมา ผมได้แค่ 5900 mt (59MN) เอง เมื่อเทียบกับ design wave approach (ใช้ค่า Hmax and THmax) ที่ให้ออกมาสูงถึง 6700mt (67MN) ต่างกัน ถึง 12 %

แสดงว่า ถ้าเวลาทำ transportation มันมีปัญหา เราก็สามารถที่จะทำ spectral transportation analysis ด้วยการใช้ frequency domain ได้ คิดว่าให้ค่าต่ำกว่า deterministic analysis โดยใช้ extreme acceleration value จาก Naval architect ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันพอสมควร

Naval architect ปัจจุบัน ก็ทำ Frequency domain อยู่แล้ว ถ้าเอาไปให้เค้าทำ อย่างพวก MOSES เค้าก็ใช้ Frequency Domain หา response rms แล้วก็คูณด้วย probability factor ให้มันกลายเป็น extreme response ก่อนจะเอาไปรวมกับ static load

แต่ปัญหาคือ งานส่วนใหญ่ barge response หาโดย NA แต่ structural response หาโดย structural engineer กลายเป็นว่า มันไปตัดกันตรง barge response แทนที่ NA ทำ Frequency Domain อยู่แล้ว จะเช็ค structure ด้วย ก็เช็คไม่ได้ เพราะบอกว่าตัวเองไม่ถนัด เลยหยุด แล้วโยน barge response ออกมาให้ structural engineer 6 แกน ซึ่งไอ้ค่าที่ให้ NA มันก็ conservative ไว้ก่อน ให้มากเป็น extreme response ที่มันไม่ได้เกิด พร้อมกัน แถมอาจจะเกิดจากคลื่นคนละลูกด้วย แล้วก็เกิดยากมากเพราะเป็น extreme value ที่ chance of occurrence ต่ำมาก

ที่ผมจะบอกก็คือ ถ้าเราได้ Barge RAO + Phase Shift มาจาก NA รู้ว่า seastate ตอน Tow คืออะไร จาก NA เราก็สามารถจะทำ Spectral Transportation ได้ แบบที่ MOSES ทำ ไม่ว่าจะหา member stress แล้วส่งออกไป code-check หรือ จะหา extreme value ของ support reaction ซึ่งผมเข้าใจว่ามันจะได้น้อยกว่าการใช้ extreme value acceleration จาก NA มาคิด

แต่ อย่าลืมว่า Frequency domain อยู่บน สมมติฐานว่า ทุกอย่างเป็น linear เอามา superposition กันได้ ถ้ามันไม่เป็นตามสมมติฐาน ค่าที่ได้ก็ไม่ valid นะครับ โดยเฉพาะ 2nd order wave ที่มีผลค่อนข้างมาก

ผมเปิดประเด็นไว้ให้เป็นไอเดีย ผมก็ยังไม่เคยเอามาใช้ แต่คิดว่างานหน้าถ้ามีปัญหาอีก จะลองมาใช้ดู จะดูว่า 3rd party มันจะ accept มั้ย แต่คงต้องเรียบเรียบสมอง แล้วเขียน procedure ดีๆ สักหน่อย

ถ้าเข้าใจ พื้นฐานดีๆ เอามาประยุกต์เองได้หมดนะ ไม่ต้องทำตามที่รุ่นเก่าๆ เค้าทำเอาไว้ก็ได้ บางอย่างมันก็ conservative เกินไป บางอย่างก็ไม่ถูกต้อง งั้นเราสามารถที่จะเปลี่ยนวิธีคิดได้ให้แบบที่เราเข้าใจได้เองเลย

13613614_10206701965363860_5467121995732550241_o.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