海洋作業の設計荷重に関する簡易式、実際の事例に応じて選定し、適用性を確認
DNV-RP-N103：海洋作業のモデル化および解析
DNV-RP-N103が海洋作業のモデル化および解析にどのように寄与するかを解説します。公開版は2017-07版（2021-09改訂）です。使用する手法、入力値および合否判定基準は、契約で指定された版とプロジェクト基準に従います。
執筆者 Tord Martinsen & Peter Wang · · レビュー済み · 読了時間7分
DNV-RP-N103は、海洋作業のモデル化および解析に関するDNVの推奨実務です。DNVの公開カタログには2017-07版（2021-09改訂）が掲載され、その目的は、海洋作業の計画および実施に用いる設計荷重を設定するための簡易式を提供することとされています。
適用する式、係数および有効範囲は、契約で指定された版、作業条件および解析基準によって決まります。本ページは概要説明であり、設計係数や合否判定基準を転載するものではありません。
実務への適用： 参照： エンジニアリング検討および解析 および 製品／システム設計 で、プロジェクト固有のモデルおよび計算概要をご確認ください。
RP-N103の適用範囲
RP-N103は、海洋作業の設計荷重を設定するための簡易式を提供します。実際のモデルは、作業の各フェーズ、形状、環境、動揺、境界条件、リギング、および該当する場合は機器の動特性を含め、対象作業に応じて定義する必要があります。
スプラッシュゾーンが常に支配的である、またはすべての事例に一つの解析形式が規定されているとは想定しないでください。プロジェクトの解析基準には、指定版、選定手法、入力値、力の成分、仮定、有効範囲および必要な出力を明記してください。
フェーズごとにモデルを定義
| フェーズ | 定義事項 | 報告事項 |
|---|---|---|
| 空中 | 支持点の動揺、リギング、荷重経路および機器状態 | 荷重、相対運動および仮定 |
| 入水／出水 | 自由表面の通過、没水履歴および適用する過渡荷重モデル | 時刻歴、極値および有効範囲 |
| 水中 | 相対流、慣性の取扱い、形状、境界条件および機器の動特性 | 荷重、動揺、張力および必要ストローク |
| 着底／回収 | 境界影響、接触または着底基準、および制御状態 | 着底応答、感度および制約 |
支配フェーズおよび解析手法は事例ごとに異なります。この表は解析用チェックリストであり、RP-N103の条項を転載したものではありません。
洋上吊上げ時の抗力
流体抗力は、相対流ならびに形状および流動状態に応じて選定した係数と基準面積に依存します。適用する式、係数の出典および有効範囲は、契約で指定されたRP-N103版またはプロジェクトで承認された別の出典に従う必要があります。
本ページの旧版には一般的な係数値が掲載され、外接直方体を用いる方法は本質的に保守的であると説明されていました。姿勢、形状、流動状態および干渉効果によって結果が変わり得るため、これらの値と説明は削除しました。
付加質量：水の加速
周囲水の加速が関係する場合、付加質量または慣性の取扱いを作業モデルに含めます。実際の形状、方向、没水状態および境界条件に応じた式と係数を、承認済みの解析基準から選定してください。
海底または別の境界への近接は流体力学的応答を変化させる可能性がありますが、本ページでは一律の増加率や係数を規定しません。着底事例に用いる手法とその有効性を明記してください。
係数の選定は解析基準の一部
契約で指定された版またはプロジェクトで承認された別の出典の係数および式を使用し、形状、方向、流動状態、境界条件および有効範囲を明記してください。本記事では一般的な係数定数を意図的に転載していません。
スラミングおよびスプラッシュゾーン
入水、出水および部分没水により、浮力と流体力学的荷重が急激に変化する場合があります。スラミングまたは別の荷重成分のいずれが支配的となるかは、事例ごとに異なります。
プロジェクト解析では、自由表面モデル、形状、相対運動、没水履歴、荷重式および組合せ方法を定義してください。本記事から一律の支配フェーズを推定しないでください。
スナップ荷重
スナップ荷重は、索の張力が失われる、または失われかけた後に再び張力が作用すると発生する可能性があります。その発生可能性およびピーク応答は、動揺、質量と流体力学的影響、索とリギングの剛性、減衰、機器の動特性、および利用可能な補償装置のストロークを含む連成作業モデルに依存します。
ヒーブ補償装置または衝撃吸収装置は、検証済みの適用範囲内で相対運動またはピーク応答を低減できる場合がありますが、索の弛緩やスナップのリスクを自動的に排除するものではありません。プロジェクト解析で、最小張力、必要ストローク、エンドストップ、故障モードおよび再緊張時の応答を検証してください。
統合流体力学解析
作業の物理現象、必要な出力、非線形性、過渡事象、利用可能なデータおよび契約で指定された規格に基づいて解析手法を選定してください。「すべての重要な吊上げに時間領域解析を用いる」または「狭帯域海象には周波数領域解析を用いる」といった一行の規則は、文書化した手法選定根拠の代わりにはなりません。
計算概要には、手法、ソフトウェアとバージョン、モデル範囲、仮定、入力値の出典、検証項目および制約を明記してください。
RP-N103を補償装置のサイジングに反映する方法
RP-N103解析の出力が三つだけであると説明しないでください。各作業フェーズについて必要な入力と出力をプロジェクト解析基準で定義してください。
補償装置のサイジング資料には、該当する場合、支配荷重および動揺の時刻歴と極値、最小索張力と弛緩／スナップの指標、相対運動と必要ストローク、機器の力／圧力／エネルギー要件、境界または着底の影響、運用限界、感度およびモデルの制約を明記する必要があります。
これらはプロジェクト解析の成果物であり、RP-N103の条項一覧を転載したものではありません。システムレベルのヒーブ補償装置の枠組みでは、次も参照する場合があります： DNV-RP-N202、2024-06版（指定されている場合）。
サイジングの流れ
プロジェクト解析によって文書化された入力値が得られ、RP-N103は指定手法の基準の一部となる場合があります。この流れにより、これらの入力値を補償装置の仕様へ変換します。この設計段階のシステムレベルの枠組みは、ヒーブ補償システムに関するDNVの2024年推奨実務DNV-RP-N202です。 CONSTELLATIONの検討 では、作業モデルと補償装置の動特性を併せて文書化できます。
RPの入手先
DNV-RP-N103の配布元ページ。DNV公開カタログ：2017-07版、2021-09改訂。使用前に契約で指定された版を確認してください。
DNV-RP-N103：よくある質問
DNV-RP-N103とは何ですか？
流体力学係数はどこから入手すべきですか？
スプラッシュゾーンは常に支配的ですか？
パッシブヒーブ補償装置はスナップ荷重を排除しますか？
この吊上げにはどの解析形式が必要ですか？
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実際の事例でRP-N103の計算を行いますか？
実際の作業に対する流体力学モデルおよび連成応答モデルを定義し、承認済みのプロジェクト基準に照らして解析手法、係数および出力を選定します。計算範囲案および補償装置サイジング概要の作成に必要な吊上げ事例をご送付ください。
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洋上吊上げ荷重ケース：NDベンチマーク図
Norwegian Dynamics独自の時間領域シミュレーションから、パッシブ補償の有無によって吊上げ時に実際に測定される値を示します。 規格の内容は転載していません。価値があるのは、どの規格にも掲載されていない図です。
