CONSTELLATION

吊装作业实际可用的气象窗口。

CONSTELLATION 是我们的内部时域吊装模拟器,可对从甲板到海床的整个作业进行建模,随后依据 DNV-RP-N103 对所有海况逐一筛选。您将获得作业窗口(Hs×Tp)、控制限值,以及升沉补偿器带来的改善,所有结果均在动员前提供。

依据 DNV-RP-N103 筛选 · ND-DS 基础
建模结果,非认证结果

第一性原理耦合模型

CONSTELLATION 从第一性原理出发求解整个作业:负载运动方程结合真实气体气弹簧热力学、Morison 水动力学,以及依据 DNV-RP-N103 和我们的 ND-DS 建模基础确定的浪溅区与着陆动力放大方法。系统将完整载荷路径(起重机、船舶、索具、升沉补偿器和负载)构建为一个耦合时域模型。

  • 将完整载荷路径作为单一模型求解,而非采用静态系数
  • Hs×Tp 按判定准则逐格扫描,得到窗口而非单一数值
  • 明确控制限值及裕度大小
  • 快速预工程评估,发布前根据项目基础进行确认
建模结果,非认证结果 · DNV-RP-N103 / ND-DS
甲板→海床
一次连续耦合运行
Hs × Tp
筛选每个海况
5
逐单元格应用验收准则
RP-N103
DNV 筛选基础 + ND-DS
我们如何确认模型正确

逐工况与独立求解器核对

CONSTELLATION 使用相同工况与 OrcaFlex(一款独立的行业标准海洋动力学求解器)进行代码间验证,而不是进行自我比对。

CONSTELLATION 与 OrcaFlex 的验证结果,按吊装工况比较一致性。
进入浪溅区9 项物理规律中的 9 项均已通过参考求解器验证
通过共振区所有力和受迫响应行程的偏差均在 0.2 % 以内
桩体失控下落制动起重机峰值偏差在 0.25 % 以内,行程偏差在 0.5 % 以内
依据DNV-RP-N103 · DNV-ST-N001 · ND-DS 标准

其他吊装工况将在逐项完成确认后加入此列表。

筛选属于工程预测,而非认证分析;但在我们公布的工况中,其物理模型已证明与独立求解器一致。

使用 CONSTELLATION 建模 · 代表性示例

筛选后的作业窗口

对每个海况逐项应用判定准则。以下示例为采用约 190 t 海底结构和 ANTARES 250 t 自适应升沉补偿器在迎浪条件下进行的代表性甲板至海床安装作业。

浪溅区 DAF ≤ 2.0 索具松弛 = 0 着底 DAF ≤ 2.5 触底速度 ≤ 0.5 m/s 行程 ≤ 90%
可作业性,海况 Hs × Tp可作业区域与截止线
45678910114.03.53.02.52.01.51.00.5

截止线即为可作业 Hs 边界,在设计周期处通过 Hs 2.5 m(Tp 8 s)。带圆环的设计单元格为建模海况(Hs 2.0 m)。

Hs 2.5 m
在设计周期和迎浪条件下,可作业至该限值。升沉补偿器使索具在通过浪溅区时保持张紧,并减缓海床坐放。
~85%
在该代表性气候条件下,一个作业季中可作业的比例。
0.53×
浪溅区冲击载荷相对于 DNV 判定限值,索具保持张紧。
可作业 Hs 截止值与 Tp

受长周期控制:短而陡的海况下窗口最宽,向涌浪区逐渐收窄。

代表性作业窗口示例的基础。
标准DNV-RP-N103 · ND-DS-10
负载约 190 t 海底结构
升沉补偿器ANTARES 250 t 自适应型
浪向迎浪
气候数据代表性冬季
控制限值陡峭海况下由浪溅区判定准则控制;涌浪条件下由行程控制

CONSTELLATION 结果是依据所提供海洋气象数据、DNV-RP-N103 和我们的 ND-DS 基础筛选所得的工程预测,并非认证分析。作业窗口在发布前会根据项目海洋气象数据和合同船舶进行确认。

模拟内容

从甲板到海床的一次连续运行

从甲板到海床一次连续运行,而不是静态校核。负载越过舷侧并浸没时,升沉补偿器会按阶段切换气体模式。

阶段 1,负载已在甲板上连接索具1 · 甲板上

完成索具连接并起吊;升沉补偿器处于锁定状态。

阶段 2,穿越浪溅区2 · 浪溅区

越过舷侧并穿过波浪区,校核砰击和冲击载荷。

阶段 3,水体中部下放3 · 下放

在水体中部下放并通过升沉共振带;阻力和附加质量逐渐增大。

阶段 4,海床着陆4 · 海床着陆

柔和坐放至土体反力上。

验收标准

我们的判定准则

每个筛选海况必须通过全部验收准则,才计为可作业。

CONSTELLATION 筛选验收准则。
穿越浪溅区 DAF≤ 2.0DNV-RP-N103
索具松弛事件= 0DNV-RP-N103
着底 DAF≤ 2.5ND-DS-10
触底速度≤ 0.5 m/sND-DS-10
行程利用率≤ 90 %ND-DS-10

所示验收限值为 CONSTELLATION 的默认筛选值,符合 DNV-RP-N103 实践和我们的 ND-DS 基础,并非项目特定的认证限值。执行阶段将依据项目自身的 DNV 基础进行筛选。

2.5 m
设计周期下的可作业 Hs ,即通过筛选的窗口。
0.11 m/s
建模所得海床触底速度,显著低于 0.5 m/s 限值。
保持张紧
索具在通过浪溅区时保持受载,升沉补偿器将波浪力转化为行程。
模拟输出 · 每个工况均进行有无补偿对比

两种方式均运行,并与限值比较

筛选是一项反事实分析,而不是一段视频:对同一作业分别在有升沉补偿器和无升沉补偿器条件下求解,并与控制限值比较。以下是后续视频背后的数据,每个数值均为所述工况的模拟结果。

CYGNUS · 风暴系泊

筋腱峰值张力,同一风暴下的两种结果

无补偿筋腱2,687 t · 144% SWL采用 CYGNUS 1500 t / 8 m983 t · 53% SWL系腱 SWL 1,866 t
冲击事件 43 → 0行程使用 7.30 m,总行程 8 m;未触及限位挡块

TLP 筋腱预张紧 · 一次风暴实现,Hs 4.0 m / Tp 12 s · 所有峰值均在 SWL 以内

POLARIS · 桩体失控下落

吊钩载荷,1,500 t 桩锤组件以 5.0 m/s 下落

刚性连接,无缓冲器(估算)≈45 MN · DAF 3.0,接近断裂采用 POLARIS 2,000 t / 6 m23.6 MN · DAF 1.43
下方力维持在 18 MN 平台值在 5.0 m 内制动,总行程 6.0 m

冲穿在行程范围内得到制动 · 刚性冲击数值基于起重机和吊索刚度估算

CYGNUS · 锚回收

管线峰值载荷,从硬黏土中拔出吸力沉箱

无补偿钢丝绳≈2× 起重机 SWL采用 CYGNUS 700 t / 5 m566 t · 87% SWL起重机 SWL 650 t
负载运动平顺度提高 3.7×,RMS 0.21 对比 0.80释放速度 0.31 m/s,在 0.75 m/s 限值以内

Ø6 m 沉箱,水深 120 m · 一个设计海况,Hs 2.5 m / Tp 8 s · 回收至甲板

ANTARES · 快速起吊

最小甲板净空,从升沉的驳船上起吊

常规起重机撞击甲板 · 7 次撞击采用 ANTARES 400B 快速起吊2.53 m · 首次即顺利脱离准则 ≥ 0.30 m
再次接触事件 0DAF 1.17行程 87%

从运输驳船上起吊 250 t 模块,使用自升式平台起重机 · 相同海况,Hs 3.5 m / Tp 7.5 s

ANTARES · 从甲板到海床

一次连续运行,所有判定准则均留有裕度

着陆 DAF 1.00,限值 ≤ 2.5限值的 40%触底速度 0.11 m/s,限值 ≤ 0.5限值的 22%行程 67%,限值 ≤ 90%限值的 74%判定限值 = 100%
冲击载荷比 0.08符合准则

将 150 t 海底管汇下放至 150 m · Hs 3.0 m / Tp 8.0 s · 视频完整展示该工况

RIGEL · 穿越浪溅区

索具松弛校核,DNV-RP-N103 §4.4.3.3

Fhyd / Fstatic ,采用 RIGEL0.38,零松弛松弛准则 0.90
负载 DAF 1.10(参考静载)吊索组张力保持在 146–377 kN

GRP 罩穿过波浪区,每个筛选单元格均执行该浪溅区准则

代表性工况使用 CONSTELLATION 建模,并依据 DNV-RP-N103 实践和 ND-DS 基础筛选,属于工程预测而非认证分析。POLARIS 刚性冲击和 CYGNUS 无补偿钢丝绳数值是同一实现条件下的反事实基准。

应用视频 · 完整系列

查看 CONSTELLATION 的实际应用

每段视频都是 CONSTELLATION 对实际吊装工况的模拟,采用的正是我们用于筛选作业的第一性原理耦合模型。可观察升沉补偿器如何在整个海况过程中维持管线张力。

RIGEL,穿越浪溅区

用于 GRP 罩吊装的被动升沉补偿。

ANTARES,从甲板到海床

用于海底吊装的自适应被动升沉补偿。

POLARIS,桩体失控下落保护

海上打桩缓冲。

ANTARES,快速起吊

从升沉的运输驳船上起吊,首次即顺利脱离。

CYGNUS,锚回收

从硬黏土中拔出吸力沉箱,载荷保持在 SWL 以内。

CYGNUS,风暴系泊

风暴作业窗口内的每个波浪下,TLP 筋腱预张紧管线均保持在 SWL 以内。

CYGNUS,机舱着陆与保持

着陆相对容易;CYGNUS 在沉降、升沉和螺栓连接保持阶段使组件持续接触。

ANTARES,通过共振区

受控通过共振区,将充水吸力桩下放至 1,300 m 以下。

ANTARES,无隔水管连续油管

张力窗口、卡管过拉和断管柱制动;在相同波浪下刚性悬挂时,管柱在十五秒后断裂。

筛选您的作业

提交吊装工况。

请向我们提供结构、船舶和作业地点信息,我们将对吊装进行建模,并返回作业窗口、控制限值和建议的升沉补偿器配置。

  • 您所在地点的作业窗口(Hs×Tp
  • 控制限值,即实际限制作业的因素
  • 建议的升沉补偿器配置

post@nodynamics.com · +47 9664 7886
依据 DNV-RP-N103 筛选 · 建模结果,非认证结果

CONSTELLATION 结果是依据所提供海洋气象数据、DNV-RP-N103 和我们的 ND-DS 基础筛选所得的工程预测,并非认证分析。作业窗口在发布前会根据项目海洋气象数据和合同船舶进行确认。

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