内部起吊仿真

海上起吊的海况可作业性筛选。

CONSTELLATION 是我们的内部时域起吊仿真器,可对从甲板到海床的既定作业进行建模,并依据指定项目准则对给定的 Hs×Tp 网格进行分类,由此得出海况包络。加权可作业性和连续气象窗口需要场址特定的海洋气象数据及持续性分析。

作者: Norwegian Dynamics 工程部 · · 审核时间: · 阅读时长 4 分钟

CONSTELLATION 的适用环节

CONSTELLATION 从第一性原理求解既定作业,包括负载运动方程、真实气体气弹簧热力学、Morison 水动力学,以及时域浪溅区和着底响应。分析方法参考 DNV-RP-N103;执行项目时,以合同指定的标准版本和项目验收准则为准。模型对起重机、船舶、索具、补偿器和负载进行耦合分析。

基于第一性原理的耦合分析

将完整载荷路径(起重机、船舶、索具、补偿器、负载)作为一个时域模型求解,而非采用静态系数。

按给定网格筛选

每个 Hs×Tp 单元还需固定艏向、谱及方向扩散、流、水深、船舶状态、仿真时长和极值依据。

明确控制限值

我们会说明哪个判据起控制作用(入水 DAF、着底、触底速度或行程)及其裕度。

建模结果,并非认证结果

这是依据所述 ND 方法开展的前期工程海况筛选。在正式发布前,将依据项目基础、指定标准版本和获批准则重新建立模型。

海况包络示例

下图展示了在迎浪条件下,采用 ANTARES 250 t 吊运约 190 t 水下结构物的补偿筛选布局示例。这不是已发布的项目计算,其数值单元不可移用于其他项目。项目结果需要下文所列的完整基础数据。

筛选示例 — Hs × Tp通过/不通过区域示例
45678910114.03.53.02.52.01.51.00.5
可作业 不可作业 截止值 示例单元

示例边界通过 Hs 2.5 m(Tp 8 s)。圆环标示示例 Hs 2.0 m 单元。这些是演示值,并非获批的作业限值。

示例边界
Hs 2.5 m
在 Tp 8 s、示例迎浪假设条件下。项目筛选可能改变此边界。
 %
仅为未加权网格;不表示季节可用率
无基准工况
若无匹配的无补偿工况,则不提供补偿器效益幅度
示例 Hs 截止值与 T 的关系p
仅为形状示例。项目边界取决于完整的运动、环境、模型和验收依据。

仿真内容

项目筛选可采用从甲板到海床的一次连续计算,而非静态校核。负载越过舷侧并浸没时,补偿器模型按各阶段切换气体模式。

负载已在起重船甲板上完成挂索,补偿器处于锁止状态。
1 · 甲板上
完成挂索并起吊离开甲板;补偿器被锁止。
负载从起重船舷外进入水中并穿过浪溅区。
2 · 浪溅区
越过舷侧穿过波浪区,校核砰击和冲击载荷。
负载通过升沉补偿器在开阔水体中下放。
3 · 下放
在水体中段下降并穿过升沉共振频带;阻力和附加质量逐渐增大。
负载在起重船下方缓慢坐落于海床。
4 · 海床着底
缓慢坐落至土体反力面。

不得混淆的三类输出

海况包络

针对给定 Hs、Tp、艏向、谱、方向扩散、流、水深和船舶状态的未加权网格分类。

加权可作业性

将包络与指定场址、季节和海洋气象分布相结合。报告百分比时,必须同时说明加权依据和排除项。

连续气象窗口

结合任务时长、持续性、中断和预报不确定性的预报或时间序列筛选。参见 气象窗口.

补偿器效益

采用相同激励、响应点、随机种子、时长和极值依据,对匹配的有补偿与无补偿计算进行比较后确定的差值。

项目筛选所需基础数据

载荷路径

负载及浮力状态;索具几何形状、刚度和预张力;吊臂端点或绞车模型;补偿器力—行程数据和终端止挡。

船舶与环境

船舶 RAO 和状态、响应点及艏向;谱和方向扩散;流、水深及水动力系数。

仿真记录

给定 Hs×Tp 网格、时间步长、渐增段、时长、随机种子数量、随机种子策略,以及统计或极值处理方法。

决策依据

项目验收准则、指定标准版本、声称存在效益时所用的匹配基准工况;报告可用率或气象窗口时,还需气候统计资料或时间序列及持续性数据。

校核判据

每个受筛选海况必须满足全部验收判据,才能计为可作业。

CONSTELLATION 筛选默认值示例:数值及其责任归属。
验收判据示例默认值责任归属
穿越浪溅区 DAF≤ 2.0ND 前期工程默认值;分析方法参考 DNV-RP-N103
吊索松弛事件= 0ND 前期工程默认值;以项目最低张力要求为准
着底 DAF≤ 2.5ND-DS-10 筛选默认值
触底速度≤ 0.5 m/sND-DS-10 筛选默认值
行程利用率≤ 90 %ND-DS-10 筛选默认值

这些数值是 ND 筛选默认值,并非 DNV-RP-N103 规定的限值,也不是项目特定的认证准则。项目获批的验收准则和合同指定的标准版本优先于这些默认值。

此补偿示例报告的内容

2.5 m
示例 Hs 边界(Tp 8 s),并非获批的项目限值。
0.11 m/s
依据所述 ND 筛选默认值计算的海床触底速度示例。
保持张紧
所示补偿筛选中未发生松弛事件。

这些输出仅描述补偿示例,不量化补偿器效益;量化效益需要按相同依据进行匹配的无补偿计算。

筛选您的作业

请提供结构物、船舶、场址和任务基础数据。我们可以提供海况包络、控制准则和建议的补偿器设置;如需加权可作业性或连续气象窗口评估,还需提供场址特定的海洋气象和持续性数据。

CONSTELLATION 结果是依据参考 DNV-RP-N103 的分析方法和所述 ND 建模基础得出的工程预测,并非认证分析。只有在合同船舶、海洋气象、标准版本、验收准则和计算记录确定后,才会发布项目限值。

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