DNV-RP-N103 海洋作業のモデル化と解析
作業から始め、対象事例に適した手法を選定する。
RP-N103は、海洋作業の設計荷重に関する簡易定式化を示している。有用な出発点は、対象フェーズ、入力、仮定、および必要な出力を明確にしたモデルである。
フェーズごとにモデルを定義する
対象範囲の各フェーズについて、モデルに含める内容と報告すべき内容を明記する。
空中
- モデルで定義
- 支持点の動揺、リギング、荷重経路、および機器状態
- 解析で報告
- 荷重、相対運動、および仮定
入水 / 出水
- モデルで定義
- 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
- 解析で報告
- 時刻歴、極値、および妥当性限界
没水時
- モデルで定義
- 相対流、慣性の取扱い、形状、境界、および機器の動力学
- 解析で報告
- 荷重、運動、張力、および必要ストローク
着底 / 揚収
- モデルで定義
- 境界の影響、接触または着底の判定基準、および制御状態
- 解析で報告
- 着底応答、感度、および制約
支配フェーズと解析手法は事例ごとに異なる。この概要は解析チェックリストであり、RP-N103の条項を転載したものではない。
係数の選定は解析基準の一部である
値の出典はどこか。
指定された版またはその他の承認済み出典、および選定した定式化を記録する。
何を表すか。
モデルで使用する形状、方向、および流動領域を明記する。
どこに適用できるか。
境界条件、適用限界、および計算に用いた仮定を文書化する。
係数は、定義されたモデルに属する。このチェックリストは一般的な定数を示すものでも、承認済みのプロジェクト出典に代わるものでもない。
DNV-RP-N103は、海洋作業のモデル化および解析に関するDNVの推奨実務指針である。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使用する設計荷重を設定するための簡易定式化を示すこととされている。
契約で指定された版、作業、および解析基準によって、適用する定式化、係数、妥当性限界が決まる。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ない。
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 （プロジェクト固有のモデルおよび計算概要）。
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定式化を示している。実際のモデルは作業に応じて定義し、必要に応じてフェーズ、形状、環境、動揺、境界、リギング、および機器の動力学を含めなければならない。
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単一の解析種別が規定されていると仮定してはならない。プロジェクトの解析基準に、指定された版、選定手法、入力、力の成分、仮定、妥当性限界、および必要な出力を明記する。
海洋揚重に作用する抗力
流体抗力は、相対流と、形状および流動領域に応じて選定した係数および基準面積に依存する。適用する定式化、係数の出典、および妥当性限界は、契約で指定されたRP-N103の版、またはその他の承認済みプロジェクト出典から採用しなければならない。
形状、姿勢、流動領域、および相互作用の影響によって結果は変わり得る。バウンディングボックスが自動的に保守的な表現になるとは限らない。
付加質量—加速される水
周囲水の加速が関連する場合、付加質量または慣性の取扱いは作業モデルの一部となる。実際の形状、方向、没水状態、および境界条件に応じた定式化と係数を、承認済みの解析基準から選定する。
海底または他の境界への近接により流体力学的応答が変化する場合があるが、本ページでは一律の増加量や係数を規定しない。着底事例について手法とその妥当性を明記する。
スラミングおよびスプラッシュゾーン
入水、出水、および部分没水では、浮力と流体力学的荷重が急激に変化することがある。スラミングまたは別の寄与が支配的になるかは、事例ごとに異なる。
プロジェクト解析において、自由表面モデル、形状、相対運動、没水履歴、荷重の定式化、および組合せ方法を定義する。本記事から一律の支配フェーズを推定してはならない。
スナップ荷重
ラインの張力が失われる、または喪失に近づいた後に再び張力が生じると、スナップ荷重が発生することがある。その発生可能性とピーク応答は、動揺、質量と流体力学的影響、ラインとリギングの剛性、減衰、機器の動力学、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する。
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るが、スラックやスナップのリスクを自動的に排除するものではない。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する。
連成流体力学解析
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する。「すべての重要な揚重には時間領域解析」または「狭帯域海象には周波数領域解析」といった一行の規則は、文書化された手法選定根拠の代わりにはならない。
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、入力の出所、検証項目、および制約を明記する。
RP-N103を補償装置のサイジングに反映する方法
RP-N103解析が3つの出力だけを生成すると説明してはならない。プロジェクトの解析基準で、各作業フェーズに必要な入力と出力を定義する。
補償装置のサイジング資料では、該当する場合、支配的な荷重および運動の時刻歴と極値、最小ライン張力とスラック／スナップ指標、相対運動と必要ストローク、機器に必要な力／圧力／エネルギー、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。
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ない。システムレベルのヒーブ補償装置の枠組みでは、次も参照できる： DNV-RP-N202、2024-06版（指定されている場合）。
モデル応答をシステムサイジングにつなげる。
対応すべき計算上の相対運動
ストローク
海象条件に対する固有周期の要件
剛性
散逸すべきエネルギー
減衰
最大連成荷重
容量
これらは相互に関連するサイジング関係として扱う。プロジェクト全体の照査と機器モデルによって、選定する構成を決定する。
プロジェクト解析によって文書化された入力が得られ、RP-N103は指定手法の根拠の一部となり得る。この反復により、それらの入力を補償装置の仕様へ変換する。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年推奨実務指針DNV-RP-N202である。 CONSTELLATIONによる検討 では、作業モデルと補償装置の動力学を併せて文書化できる。
RPの入手先
DNV-RP-N103の出典ページ。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する。
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。
この揚重にはどの解析種別が必要ですか。
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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と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。計算範囲案と補償装置のサイジング概要を作成するため、揚重事例をお送りください。
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海洋揚重の荷重ケース—NDベンチマーク図
パッシブ補償の有無について、Norwegian Dynamics独自の時間領域シミュレーションで揚重時に実際に計測される量を示す。 規格は転載していない。価値は、いずれの規格にも掲載されていない図にある。
