Simulação interna de içamento

Triagem de operabilidade por estado de mar para um içamento offshore.

CONSTELLATION, nosso simulador interno de içamentos no domínio do tempo, modela uma operação definida do convés ao leito marinho e classifica uma grade declarada Hs×Tp segundo critérios definidos para o projeto. Isso gera um envelope de estados de mar. A operabilidade ponderada e uma janela meteorológica contínua exigem dados meteoceanográficos específicos do local e análise de persistência.

Por Engenharia da Norwegian Dynamics · · Revisado em · leitura de 4 min

Onde CONSTELLATION se aplica

CONSTELLATION resolve a operação definida a partir de primeiros princípios: a equação de movimento da carga útil, com termodinâmica de gás real na mola a gás, hidrodinâmica de Morison e resposta no domínio do tempo durante a passagem pela zona de respingo e o assentamento no leito marinho. DNV-RP-N103 orienta o método de análise; a edição da norma especificada no contrato e os critérios de aceitação do projeto regem a execução. O modelo integra grua, embarcação, sistema de lingas, compensador e carga útil.

Acoplamento com base em primeiros princípios

Toda a linha de carga (grua, embarcação, sistema de lingas, compensador e carga útil) resolvida em um único modelo no domínio do tempo, em vez de um fator estático.

Triagem em uma grade declarada

Cada célula Hs×Tp também exige direção de incidência, espectro e espalhamento direcional, corrente, profundidade da água, condição da embarcação, duração da simulação e base para extremos definidos.

Limite determinante identificado

Informamos qual critério limita a operação (DAF na zona de respingo, assentamento, velocidade de contato ou curso) e qual é a margem.

Modelado, sem certificação

Uma triagem preliminar de estados de mar segundo a base declarada da ND. Antes da emissão, ela é refeita conforme a base do projeto, a edição da norma especificada e os critérios aprovados.

Um envelope ilustrativo de estados de mar

O gráfico abaixo ilustra o formato de uma triagem com compensação para uma estrutura submarina de ~190 t com o ANTARES 250 t em mar de proa. Não se trata de uma simulação publicada de projeto, e os valores numéricos das células não podem ser transferidos. Um resultado de projeto exige a base completa listada abaixo.

Triagem ilustrativa: Hs × Tpregião de aprovação/reprovação do exemplo
4.03.53.02.52.01.51.00.54567891011Hs (m)período pico Tp (s)4.03.53.02.52.01.51.00.54567891011Hs (m)período pico Tp (s)
Operável: tons mais claros indicam maior margem; tons mais escuros, proximidade do limiteNão operávelOndas íngremes demais para ocorrerLimite de declividade da DNV-RP-C205Estado de mar de projeto, Hs 2.0 m em Tp 8 s

O limite do exemplo passa por Hs 2.5 m em Tp 8 s. O círculo marca a célula ilustrativa de Hs 2.0 m. As células vazias além da linha tracejada têm declividade superior ao limite da DNV-RP-C205: esses mares não ocorrem e, por isso, não são avaliados. Esses valores são demonstrativos, não um limite operacional aprovado.

Limite ilustrado
Hs 2.5 m
em Tp 8 s segundo as premissas do exemplo para mar de proa. Uma triagem de projeto pode deslocar esse limite.
Não %
apenas grade não ponderada; nenhuma disponibilidade sazonal é declarada
Sem caso de referência
sem quantificar o benefício do compensador na ausência de um caso correspondente sem compensação
Limite ilustrativo de Hs em função de Tp
incl. exc.46810Tp (s)1234Hs (m)
Linha contínua: limite do exemplo extraído da grade, com o ponto em Tp 8 s. Linha tracejada: limite de declividade da DNV-RP-C205, que restringe os períodos curtos. O formato é apenas ilustrativo: o limite do projeto depende da base completa de movimentos, ambiente, modelo e critérios de aceitação.

O que simulamos

Uma triagem de projeto pode usar uma única simulação contínua do convés ao leito marinho, em vez de uma verificação estática. O modelo do compensador muda o regime do gás em cada fase, à medida que a carga passa para fora da borda e submerge.

Embarcação guindaste com a carga útil aparelhada no convés e o compensador travado.
1 · No convés
Carga aparelhada e erguida do convés; o compensador fica travado.
A carga útil entrando na água pela zona de respingo, ao lado da embarcação guindaste.
2 · Zona de respingo
Passagem para fora da borda pela zona de ondas: verificação de impacto hidrodinâmico e carga de impacto.
A carga útil descendo suspensa pelo compensador de heave pela coluna de água livre.
3 · Descida
Descida a meia profundidade pela faixa de ressonância de heave; aumentam o arrasto e a massa adicionada.
A carga útil assentada suavemente no leito marinho sob a embarcação guindaste.
4 · Assentamento no leito marinho
Assentamento suave com reação do solo.

Quatro resultados que devem ser tratados separadamente

Envelope de estados de mar

Classificação de uma grade não ponderada para Hs, Tp, direção de incidência, espectro, espalhamento direcional, corrente, profundidade da água e condição da embarcação declarados.

Operabilidade ponderada

O envelope combinado com local, estação do ano e distribuição meteoceanográfica especificados. A base da ponderação e as exclusões devem acompanhar o percentual informado.

Janela meteorológica contínua

Triagem baseada em previsão ou série temporal, com duração da tarefa, persistência, interrupções e incerteza da previsão. Veja Janelas meteorológicas.

Benefício do compensador

Diferença determinada por simulações correspondentes com e sem compensação, usando as mesmas condições de excitação, ponto de resposta, sementes aleatórias, duração e base para extremos.

Base necessária para uma triagem de projeto

Linha de carga

Estados de carga útil e flutuabilidade; geometria, rigidez e pré-tensão do sistema de lingas; modelo da ponta da grua ou do guincho; dados de força e curso do compensador e batentes de fim de curso.

Embarcação e ambiente

RAOs e condição da embarcação, ponto de resposta e direção de incidência; espectro e espalhamento direcional; corrente, profundidade da água e coeficientes hidrodinâmicos.

Registro da simulação

Grade declarada de Hs×Tp com passo de tempo, rampa inicial, duração, número de sementes aleatórias, política de escolha das sementes e tratamento estatístico ou de valores extremos.

Base para a decisão

Critérios de aceitação do projeto, edições especificadas das normas, caso de referência correspondente quando houver alegação de benefício, além de climatologia ou séries temporais e persistência quando forem informadas disponibilidade ou janelas meteorológicas.

Critérios que verificamos

Cada estado de mar avaliado deve atender a todos os critérios de aceitação para ser considerado operável.

Valores padrão ilustrativos de triagem no CONSTELLATION: valor e responsabilidade por sua definição.
Critério de aceitaçãoValor padrão ilustrativoResponsável pela definição
DAF na travessia da zona de respingo≤ 2.0Valor padrão de pré-engenharia da ND; método de análise orientado pela DNV-RP-N103
Ocorrências de lingada frouxa= 0Valor padrão de pré-engenharia da ND; prevalece o requisito de tensão mínima do projeto
DAF no assentamento≤ 2.5Valor padrão de triagem da ND-DS-10
Velocidade de contato≤ 0.5 m/sValor padrão de triagem da ND-DS-10
Utilização do curso≤ 90 %Valor padrão de triagem da ND-DS-10

Esses valores são padrões de triagem da ND, não limites estabelecidos pela DNV-RP-N103 nem critérios certificados específicos do projeto. Os critérios de aceitação aprovados para o projeto e as edições das normas especificadas no contrato prevalecem.

O que esta ilustração com compensação apresenta

2.5 m
Limite ilustrativo de Hs em Tp 8 s, não um limite de projeto aprovado.
0.11 m/s
Velocidade ilustrativa de contato com o leito marinho comparada com o valor padrão de triagem da ND informado.
Sob tensão
Nenhuma ocorrência de lingada frouxa na triagem ilustrativa com compensação.

Esses resultados descrevem apenas a ilustração com compensação. Eles não quantificam o benefício do compensador, que exige uma simulação correspondente sem compensação, com a mesma base.

Avalie sua operação

Envie-nos os dados da estrutura, da embarcação, do local e da operação. Podemos fornecer um envelope de estados de mar, o critério determinante e uma configuração recomendada do compensador; acrescente dados meteoceanográficos específicos do local e de persistência para avaliar a operabilidade ponderada ou uma janela meteorológica contínua.

Os resultados do CONSTELLATION são previsões de engenharia que usam métodos de análise orientados pela DNV-RP-N103 e a base de modelagem declarada da ND, não uma análise certificada. Os limites do projeto só são emitidos depois da definição da embarcação contratada, das condições meteoceanográficas, da edição das normas, dos critérios de aceitação e do registro das simulações.

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