洋上吊り上げ作業の海象別運用可能性スクリーニング。
自社開発の時間領域吊り上げシミュレータCONSTELLATIONは、甲板から海底までの定義された作業をモデル化し、指定されたHs×Tp グリッドを明示されたプロジェクト基準に照らして分類します。これにより海象別の運用可能範囲が得られます。加重した運用可能性と連続した気象作業可能時間帯の評価には、現場固有の海象・気象データと継続性の分析が必要です。
執筆: Norwegian Dynamicsエンジニアリング · ・レビュー: ・読了まで4分
CONSTELLATIONの役割
CONSTELLATIONは、ペイロードの運動方程式に実在気体のガススプリング熱力学、Morisonの流体力モデル、時間領域でのスプラッシュゾーン通過および着底時の応答を組み合わせ、定義された作業を第一原理から解析します。解析方法にはDNV-RP-N103を参考にしますが、実作業には契約で指定された規格の版とプロジェクトの受入基準が適用されます。モデルではクレーン、船舶、吊り具、ヒーブ補償装置、ペイロードを連成させます。
第一原理に基づく連成解析
クレーン、船舶、吊り具、ヒーブ補償装置、ペイロードからなる荷重伝達経路全体を、静的な係数ではなく一つの時間領域モデルとして解析します。
指定されたグリッドで評価
各Hs×Tp セルについても、船首方位、スペクトルと方向分散、海流、水深、船舶の状態、シミュレーション時間、極値評価の条件を固定する必要があります。
支配的な限界を明示
どの判定基準（スプラッシュゾーン通過時のDAF、着底、接地速度、ストローク）が制約となるか、その余裕がどれだけあるかを示します。
モデル予測、認証済み解析ではありません
明示されたND条件に基づく概略設計段階の海象スクリーニングです。正式な結果を発行する前に、プロジェクトの条件、指定された規格の版、承認済み基準に合わせて解析し直します。
海象別運用可能範囲の例
下図は、向かい波の条件で、~190 tの海底構造物を ANTARES 250 t で補償した場合のスクリーニング表示例です。公表済みのプロジェクト解析結果ではなく、各セルの数値は他の作業に転用できません。プロジェクトの結果を得るには、以下に示す条件一式が必要です。
この例の境界は Hs 2.5 m、Tp 8 sまで作業可能です。丸印は例示したHs 2.0 mのセルを示します。破線の向こう側にある空白セルはDNV-RP-C205の限界より波形勾配が大きく、このような海象は発生しないため評価対象外です。これらは説明用の値であり、承認済みの運用限界ではありません。
シミュレーションの対象
プロジェクトのスクリーニングでは、静的な照査ではなく、甲板から海底までを一続きのシミュレーションで評価できます。荷を船外へ移動し、水中へ沈める過程で、ヒーブ補償装置モデルは各段階に応じてガスのモードを切り替えます。
混同してはならない四つの結果
海象別の運用可能範囲
指定されたHs、Tp、船首方位、スペクトル、方向分散、海流、水深、船舶の状態について、グリッドの各セルを加重せずに分類した結果です。
加重した運用可能性
運用可能範囲に、特定の海域、季節、海象・気象の分布を組み合わせたものです。割合を報告する際は、加重の根拠と除外事項も示す必要があります。
連続した気象作業可能時間帯
作業所要時間、条件の継続性、中断、予報の不確実性を考慮した、予報または時系列データによる評価です。詳しくは 気象作業可能時間帯.
ヒーブ補償装置の効果
同じ外力条件、応答評価点、乱数シード、解析時間、極値評価条件を用い、補償ありと補償なしの結果を対比して求める差です。
プロジェクトのスクリーニングに必要な条件
荷重伝達経路
ペイロードと浮力の各状態、吊り具の形状、剛性、初期張力、クレーン先端またはウインチのモデル、ヒーブ補償装置の力とストロークのデータ、およびエンドストップ。
船舶と環境
船舶のRAOsと状態、応答評価点と船首方位、スペクトルと方向分散、海流、水深、流体力係数。
シミュレーション記録
指定されたHs×Tp グリッド、時間刻み、立ち上げ区間、解析時間、乱数シード数、乱数シードの設定方針、統計処理または極値処理。
判定の根拠
プロジェクトの受入基準、指定された規格の版、効果を示す場合の同条件の比較基準ケース。作業可能率または気象作業可能時間帯を報告する場合は、気候統計または時系列データと継続性の評価も必要です。
確認する判定基準
評価対象の各海象は、すべての受入基準を満たした場合にのみ作業可能と判定します。
| 受入判定項目 | 例示的な初期基準値 | 設定主体 |
|---|---|---|
| スプラッシュゾーン通過時のDAF | ≤ 2.0 | NDの概略設計段階の初期基準。解析方法にはDNV-RP-N103を参考 |
| 吊り具の弛緩事象 | = 0 | NDの概略設計段階の初期基準。プロジェクトの最小張力要件を優先 |
| 着底時のDAF | ≤ 2.5 | ND-DS-10のスクリーニング初期基準 |
| 接地速度 | ≤ 0.5 m/s | ND-DS-10のスクリーニング初期基準 |
| ストローク使用率 | ≤ 90 % | ND-DS-10のスクリーニング初期基準 |
これらはNDのスクリーニング用初期基準値であり、DNV-RP-N103に規定された限界値でも、プロジェクト固有の認証済み基準でもありません。プロジェクトの承認済み受入基準と契約で指定された規格の版が優先されます。
補償ありの例示結果に含まれる内容
これらの出力は、補償ありの例示ケースのみを示します。ヒーブ補償装置の効果は定量化していません。そのためには、同じ条件で補償なしのケースを実行して比較する必要があります。
作業条件を評価する
構造物、船舶、現場、作業の条件をお送りください。海象別の運用可能範囲、支配的な判定基準、推奨するヒーブ補償装置の設定を提示できます。加重した運用可能性や連続した気象作業可能時間帯を評価するには、現場固有の海象・気象データと継続性の情報も追加してください。
CONSTELLATIONの結果は、DNV-RP-N103を参考にした解析方法と明示されたNDのモデル条件に基づく工学的予測であり、認証済み解析ではありません。プロジェクトの限界値は、契約対象の船舶、海象・気象、規格の版、受入基準、解析記録が確定してから発行されます。
