Interne hijssimulatie

Screening van de uitvoerbaarheid van een offshore hijsoperatie bij verschillende zeetoestanden.

CONSTELLATION, onze interne hijssimulator in het tijdsdomein, modelleert een vastgelegde operatie van dek tot zeebodem en beoordeelt een opgegeven Hs×Tp raster aan de hand van benoemde projectcriteria. Zo ontstaat een zeetoestandsenvelop. Voor gewogen uitvoerbaarheid en een aaneengesloten weervenster zijn locatiespecifieke metoceaangegevens en een persistentieanalyse nodig.

Door Norwegian Dynamics Engineering · · Herzien · 4 min leestijd

Waar CONSTELLATION wordt ingezet

CONSTELLATION berekent de vastgelegde operatie vanuit de basisprincipes: de bewegingsvergelijking van de nuttige last, met thermodynamica van de gasveer op basis van reëel gas, Morison-hydrodynamica en de respons in het tijdsdomein tijdens de passage door de spatzone en de landing. DNV-RP-N103 vormt een leidraad voor de analysemethode; voor de uitvoering gelden de contractueel aangewezen editie en de acceptatiecriteria van het project. Het model koppelt kraan, schip, hijsgerei, compensator en nuttige last.

Gekoppeld model op basis van eerste principes

De volledige belastingsketen (kraan, schip, hijsgerei, compensator, nuttige last) wordt als één model in het tijdsdomein berekend, in plaats van met een statische factor.

Gescreend op een opgegeven raster

Elke Hs×Tp cel vereist ook een vaste scheepskoers, spectrum en richtingsspreiding, stroming, waterdiepte, scheepsconditie, simulatieduur en grondslag voor extremen.

Het maatgevende criterium benoemd

Wij geven aan welk criterium maatgevend is (DAF bij passage door de spatzone, landing, contactsnelheid of slag) en hoeveel marge resteert.

Gemodelleerd, niet gecertificeerd

Een voorlopige zeetoestandsscreening op de vermelde ND-grondslag. Voor afgifte wordt deze opnieuw opgesteld volgens de projectgrondslag, de aangewezen editie van de normen en de goedgekeurde criteria.

Een illustratieve zeetoestandsenvelop

De onderstaande afbeelding toont een voorbeeld van een screening met compensatie voor een onderzeese constructie van ~190 t met de ANTARES 250 t bij golven recht van voren. Het is geen gepubliceerde projectsimulatie en de numerieke celwaarden zijn niet overdraagbaar. Voor een projectresultaat is de hieronder beschreven volledige grondslag nodig.

Illustratieve screening: Hs × Tpvoorbeeld van het gebied met geslaagd/afgekeurd
4.03.53.02.52.01.51.00.54567891011Hs (m)piekperiode Tp (s)4.03.53.02.52.01.51.00.54567891011Hs (m)piekperiode Tp (s)
Uitvoerbaar: lichter betekent meer marge, donkerder ligt dichter bij de grensNiet uitvoerbaarTe steil om voor te komenSteilheidsgrens volgens DNV-RP-C205Ontwerpzeetoestand, Hs 2.0 m bij Tp 8 s

De voorbeeldgrens loopt tot Hs 2.5 m bij Tp 8 s. De cirkel markeert de illustratieve Hs 2.0 m-cel. Lege cellen achter de streeplijn zijn steiler dan de grens volgens DNV-RP-C205: zulke zeetoestanden komen niet voor en worden daarom niet gescreend. Dit zijn demonstratiewaarden, geen goedgekeurde operationele grens.

Afgebeelde grens
Hs 2.5 m
bij Tp 8 s volgens de voorbeeldaannames voor golven recht van voren. Bij een projectscreening kan deze grens verschuiven.
Nee %
alleen een ongewogen raster; er wordt geen seizoensgebonden beschikbaarheid geclaimd
Geen referentiesimulatie
geen kwantificering van het compensatorvoordeel zonder vergelijkbare casus zonder compensatie
Illustratieve Hs grenswaarde tegenover Tp
te steil46810Tp (s)1234Hs (m)
Doorgetrokken lijn: de voorbeeldgrens afgelezen uit het raster, met het punt bij Tp 8 s. Streeplijn: de steilheidsgrens volgens DNV-RP-C205, die de korte perioden begrenst. Alleen de vorm is illustratief: de projectgrens hangt af van de volledige grondslag voor beweging, omgeving, model en acceptatie.

Wat wij simuleren

Een projectscreening kan één doorlopende simulatie van dek tot zeebodem gebruiken in plaats van een statische controle. Het compensatormodel schakelt per fase tussen gasmodi wanneer de last overboord gaat en onder water komt.

Kraanschip met de nuttige last aangeslagen op dek en de compensator geblokkeerd.
1 · Op dek
Aangeslagen en vrij van het dek gehesen; de compensator is geblokkeerd.
De nuttige last gaat vanaf het kraanschip door de spatzone het water in.
2 · Spatzone
Overboord door de golfzone: impactbelasting en schokbelasting worden gecontroleerd.
De nuttige last wordt aan de heave-compensator door de vrije waterkolom neergelaten.
3 · Afzinken
Daling door de waterkolom, door het heave-resonantiegebied; weerstand en toegevoegde massa nemen toe.
De nuttige last wordt onder het kraanschip voorzichtig op de zeebodem neergezet.
4 · Landing op de zeebodem
Voorzichtig neerzetten tegen de reactie van de bodem.

Vier uitkomsten die afzonderlijk moeten worden beschouwd

Zeetoestandsenvelop

Een ongewogen classificatie van het raster voor de opgegeven Hs, Tp, scheepskoers, spectrum, richtingsspreiding, stroming, waterdiepte en scheepsconditie.

Gewogen uitvoerbaarheid

De envelop gecombineerd met een benoemde locatie, seizoen en metoceaanverdeling. De wegingsgrondslag en uitsluitingen moeten bij het percentage worden vermeld.

Aaneengesloten weervenster

Een screening van een weersverwachting of tijdreeks, met taakduur, persistentie, onderbrekingen en onzekerheid in de weersverwachting. Zie Weervensters.

Voordeel van de compensator

Een verschil dat wordt vastgesteld met vergelijkbare simulaties met en zonder compensatie, met dezelfde excitatie, hetzelfde responspunt, dezelfde zaadwaarden, duur en grondslag voor extremen.

Benodigde grondslag voor een projectscreening

Belastingsketen

Nuttige last en opwaartse kracht in de verschillende toestanden; geometrie, stijfheid en voorspanning van het hijsgerei; model van de kraantip of lier; kracht-slaggegevens en eindaanslagen van de compensator.

Schip en omgeving

RAO’s en conditie van het schip, responspunt en scheepskoers; spectrum en richtingsspreiding; stroming, waterdiepte en hydrodynamische coëfficiënten.

Simulatiegegevens

Opgegeven Hs×Tp raster, tijdstap, aanloop, duur, aantal zaadwaarden, beleid voor willekeurige zaadwaarden en statistische verwerking of behandeling van extreme waarden.

Beslisgrondslag

Acceptatiecriteria van het project, aangewezen edities van de normen en een vergelijkbare referentiesimulatie wanneer een voordeel wordt geclaimd, plus klimatologie of tijdreeksen en persistentie wanneer beschikbaarheid of weervensters worden gerapporteerd.

De criteria die wij toetsen

Elke gescreende zeetoestand moet aan alle acceptatiecriteria voldoen om als uitvoerbaar te gelden.

Illustratieve standaardwaarden voor screening met CONSTELLATION: de waarde en de herkomst ervan.
AcceptatiecriteriumIllustratieve standaardwaardeHerkomst
DAF bij passage door de spatzone≤ 2.0ND-standaardwaarde voor de voorstudie; analysemethode gebaseerd op DNV-RP-N103
Gevallen met slappe strop= 0ND-standaardwaarde voor de voorstudie; de projecteis voor minimale trekkracht is leidend
DAF bij landing≤ 2.5Standaardwaarde voor screening volgens ND-DS-10
Contactsnelheid≤ 0.5 m/sStandaardwaarde voor screening volgens ND-DS-10
Benutting van de slag≤ 90 %Standaardwaarde voor screening volgens ND-DS-10

Deze waarden zijn standaardwaarden voor ND-screening, geen grenswaarden uit DNV-RP-N103 en geen gecertificeerde projectspecifieke criteria. De goedgekeurde acceptatiecriteria van het project en de contractueel aangewezen edities van de normen hebben voorrang.

Wat dit voorbeeld met compensatie rapporteert

2.5 m
Illustratieve Hs grens bij Tp 8 s, geen goedgekeurde projectgrens.
0.11 m/s
Illustratieve contactsnelheid op de zeebodem, getoetst aan de vermelde standaardwaarde voor ND-screening.
Onder trekbelasting
Geen gebeurtenis met slappe strop in de afgebeelde screening met compensatie.

Deze uitkomsten beschrijven alleen het voorbeeld met compensatie. Ze kwantificeren het voordeel van de compensator niet; daarvoor is een vergelijkbare simulatie zonder compensatie op dezelfde grondslag nodig.

Laat uw operatie screenen

Stuur ons gegevens over de constructie, het schip, de locatie en de operatie. Wij kunnen een zeetoestandsenvelop, het maatgevende criterium en een aanbevolen compensatorconfiguratie leveren. Voeg locatiespecifieke metoceaangegevens en persistentiegegevens toe voor gewogen uitvoerbaarheid of een beoordeling van een aaneengesloten weervenster.

CONSTELLATION-resultaten zijn technische voorspellingen op basis van analysemethoden waarbij DNV-RP-N103 als leidraad dient en de vermelde ND-modelgrondslag wordt gehanteerd; het betreft geen gecertificeerde analyse. Projectgrenzen worden pas afgegeven nadat het contractueel vastgelegde schip, de metoceaangegevens, de editie van de normen, de acceptatiecriteria en de registratie van de simulatie zijn vastgelegd.

Gerelateerde producten

  • ANTARES: adaptief-passieve heave-compensator

Verder lezen

Terug naar het Kenniscentrum