Nghiên Cứu Tính Toán Hệ Dây Neo Công Trình Biển Nổi Đặt Tại Vùng Biển Việt Nam

1. Thông tin Luận án

*   **Tên Luận án:** Nghiên cứu tính toán hệ dây neo công trình biển nổi đặt tại vùng biển Việt Nam
*   **Tác giả:** Nguyễn Thị Thu Lê
*   **Số trang file pdf:** 150
*   **Năm:** 2020
*   **Nơi xuất bản:** Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, Hải Phòng
*   **Chuyên ngành học:** Kỹ thuật Cơ khí Động lực (mã số 9520116), Chuyên ngành: Kỹ thuật Tàu thủy
*   **Từ khoá:** công trình biển nổi, hệ dây neo, tính toán dây neo, phương pháp phần tử hữu hạn, vùng biển Việt Nam, mô hình không gian, lực căng dây neo, chuyển vị dây neo, sóng ngẫu nhiên, dòng chảy.

2. Nội dung chính

Luận án "Nghiên cứu tính toán hệ dây neo công trình biển nổi đặt tại vùng biển Việt Nam" của tác giả Nguyễn Thị Thu Lê tập trung vào việc xây dựng một phương pháp tính toán chính xác và hiệu quả cho hệ thống dây neo của các công trình biển nổi hoạt động tại vùng biển Việt Nam. Xuất phát từ thực tế rằng các công trình biển nổi ngày càng được sử dụng rộng rãi trong khai thác dầu khí, đặc biệt là ở các vùng nước sâu, luận án xác định sự cần thiết phải có một công cụ tính toán đáng tin cậy để thiết kế hệ thống neo phù hợp với điều kiện địa phương. Các phương pháp tính toán hiện tại thường dựa trên các phần mềm thương mại nước ngoài, khó kiểm soát được bản chất học thuật, và các phương pháp tính toán truyền thống thường đơn giản hóa bài toán, chưa thể hiện đầy đủ tính chất phức tạp của hệ dây neo ngoài thực tế.

Luận án bắt đầu bằng việc tổng quan về các loại công trình biển nổi, các hệ thống neo phổ biến và các phương pháp tính toán hiện tại. Tác giả nhận thấy rằng các công trình biển nổi ngày càng được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là dạng kho nổi FSO/FPSO sử dụng neo tháp, và cần phải có một phương pháp tính toán hệ dây neo hiệu quả hơn để đảm bảo an toàn và tối ưu hóa chi phí. Luận án cũng phân tích những hạn chế của các phương pháp tính toán truyền thống, như việc đơn giản hóa bài toán về dạng phẳng, bỏ qua tác động của sóng, dòng chảy trực tiếp lên dây neo, và sự thiếu chính xác khi tính đến biến dạng đàn hồi của dây neo. Từ đó, luận án đưa ra định hướng sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) để mô hình hóa và tính toán hệ dây neo trong không gian, một phương pháp cho phép giải quyết các bài toán phức tạp một cách chính xác hơn.

Tiếp theo, luận án đi sâu vào cơ sở lý thuyết của phương pháp PTHH, cách xây dựng mô hình phần tử của dây neo trong không gian, bao gồm cả việc xác định các ma trận độ cứng, ma trận khối lượng và vector tải trọng. Tác giả cũng trình bày cơ sở lý thuyết về sóng biển (tuyến tính và phi tuyến), phổ sóng Jonswap và Pierson-Moskowitz, lý thuyết dòng chảy, và công thức Morrison để tính toán tải trọng môi trường tác dụng lên dây neo. Các thuật toán tính toán hệ dây neo được xây dựng một cách chi tiết, từ việc xác định tải trọng trên dây neo đơn do trọng lượng bản thân đến việc giải bài toán động lực học của hệ dây neo theo mô hình không gian. Phương pháp Newmark được lựa chọn để giải phương trình vi phân dao động, đảm bảo tính chính xác trong miền thời gian.

Cuối cùng, luận án trình bày kết quả của việc lập chương trình tính toán hệ dây neo theo mô hình không gian trong môi trường Mathcad. Các kết quả tính toán được so sánh và đối chiếu với kết quả của phần mềm thương mại OCARFLEX để đánh giá độ chính xác và độ tin cậy của thuật toán được đề xuất. Kết quả cho thấy chương trình tính toán của luận án cho kết quả tương đồng với phần mềm thương mại, điều này chứng minh tính đúng đắn và hiệu quả của phương pháp nghiên cứu. Luận án kết luận rằng mô hình và thuật toán đề xuất là một đóng góp quan trọng trong việc phát triển công nghệ thiết kế hệ thống neo cho các công trình biển nổi tại Việt Nam, giúp các kỹ sư Việt Nam chủ động hơn trong công việc thiết kế và giảm thiểu sự phụ thuộc vào công nghệ nước ngoài.