Pipa di Dasar Laut

Kestabilan pipa di dasar laut, baik kestabilan dalam arah vertikal maupun arah horizontal, sangat dipengaruhi oleh berat pipeline di dalam air, gaya-gaya lingkungan yang bekerja , serta resistansi tanah di dasar laut. Gaya-gaya lingkungan yang masuk ke dalam analisis kestabilan pipa terdiri dari gaya-gaya hidrodinamika pipa, seperti gaya seret, gaya inersia, dan gaya angkat. Resistansi tanah dasar laut merupakan gaya gesek yang terjadi antara pipa dengan permukaan tanah dasar laut tersebut.

Gambar Diagram Gaya yang Bekerja pada Pipa di Dasar Laut

A.Gaya Horizontal :

   1.Gaya Seret 

      Gaya seret terjadi karena adanya gaya gesekan antara fluida dengan dinding pipa atau yang dikenal sebagai skin friction dan adanya vortex yang terjadi di belakang pipa( form drag ).Terjadi gaya seret sangat dipengaruhi oleh kecepatan aliran.

  2.Gaya Inersia

     Gaya inersia menunjukkan adanya dari masa fluida yang dipindahkan oleh pipa, nilainya dipengaruhi oleh percepatan partikel air.

B.Gaya Vertikal :

   Gaya angkat adalah gaya hidrodinamik dalam arah vertikal, gaya ini terjadi apabila terdapat konsentrasi streamline dalam pipa. Konsentrasi streamline terjadi di atas silinder pipa yang mengakibatkan gaya angkat keatas. Jika terjadi celah sempit antara silinder dan seabed konsentrasi streamline di bawah silinder pipa akan mengakibatkan gaya angkat negatif kearah bawah.

Aliran fluida disekitar silinder 

Aliran disekitar silinder akan menghasilkan resultan gaya pada permukaan silindernya, yang mana terbagi menjadi dua bagian yaitu, pertama gaya yang disebabkan karena adanya tekanan dan kedua gaya yang disebabkan oleh adanya kekasaran pipa, lihat gambar di bawah ini Gaya searah dari resultan gayanya ( karena tekanan ).

Gambar Sketsa Gaya

Adanya vortex shedding akan mengakibatkan adanya komponen gaya transversal  yang umum disebut gaya angkat. Gaya pada silinder akibat gaya gelombang tergantung pada angka Reynolds. Pengaruh lainnya yaitu bentuk benda, kekasaran, turbulensi, dan gaya gesek akan menyebabkan perubahan aliran. Bagaimana pun adanya pengecualian yaitu pada angka Reynolds rendah ( Re<<40 ), dimana umumnya disebut aliran akan mengalami vortex shedding. Sebagai konsekuensi dari phenomena vortex shedding, distribusi tekanan disekitar silinder akan mengalami perubahan yang periodik di dalam prosesnya, sehingga menimbulkan gaya yang berperiodik  pada silindernya. Distribusi tekanan total didapatkan dengan mengintegrasikan tersebut pada permukaan silinder.