【浮體分析小品】一艘小躉船的系泊分析與校核


前幾個月做了一個小躉船的系泊分析,這里發個簡單介紹跟大家分享一下經驗。


一、基本數據

躉船排水量30噸,如圖所示。


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服役地點在中國南海中南部。委托方不能給出環境條件, 考慮到躉船服役期比較短,我根據以往經驗和APIRP2SK的要求給出了一組設計條件:


有義波高Hs=4.30m

譜峰周期Tp=10.5s

使用Jonswap譜,Gamma1.80

一小時平均風速15m/s

流速0.93m/s


   考慮到需要進行纜繩破斷計算,系泊系統設計成4X2,共8根,每包括兩跟系泊纜繩。

   

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二、分析方法和流程


躉船水動力通過AQWA計算,系泊通過Orcaflex計算。系泊分析遵循API-RP-2SK規范進行,分為如下步驟:

1.使用AQWA-Line對平臺進行水動力計算,給出平臺的一階、二階波浪載荷,輻射阻尼、幅值相應算子RAO。使用全QTF法得出全QTF矩陣,以便對比分析是否存在二階淺水效應;

2.AQWA-Line得到的水動力分析數據輸入到Orcaflex里面,建立系泊分析模型;

3.對比不同二階載荷分析方法計算結果,分析是否存在二階淺水效應;

4.針對設計海況進行系泊 ,考慮到平臺本身和系泊系統的對稱性,計算環境來向角度分別為0°、45°、90°。風浪流均為共線同一方向。根據API-RP-2SK推薦做法,每個工況進行5次不同波浪種子的計算,每次計算為3個小時。5次計算的平均值作為設計結果。分析工況包括平臺系泊系統完整工況及單根系泊纜破斷兩個主要工況。



三、分析結果


計算了三個環境來向作用下系泊系統完整、單根纜繩破斷狀態下系泊纜張力計平臺運動情況。平臺較小,運動性能較差,呈現隨波運動的特征;考慮到水深較淺,計算中分析了二階淺水效應的敏感程度,計算結果表明:由于平臺較小,波高較小,二階淺水效應并不明顯,使用Newman近似法可以得到較為精確地結果;考慮到平臺運動較為劇烈,系泊系統設計時加大了錨鏈尺寸并采用4X2的系泊方式,計算結果表明系泊系統能夠滿足要求。系泊纜受力量級在20噸以下,還是很小的。下圖為典型系泊纜張力時域曲線blob.png


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