基于确定性规则波法的CALM系统锚链疲劳强度分析

CALM型单点系泊系统作为原油装卸终端通常通过悬链式锚链固定在特定海域,锚链在风、浪、流等载荷作用下很容易产生疲劳破坏,合理确定锚链的疲劳寿命至关重要。以某30×10^4 t的CALM系统为例,首先基于Longuet-Higgins分布对其所在海域的波浪散布图进行离散,得到了规则波散布图,最后采用确定性规则波法对锚链疲劳损伤进行了评估。通过实例分析,给出了基于Longuet-Higgins分布的波浪散布图离散为规则波的一般方法,提供了采用确定性规则波法进行锚链疲劳损伤的分析流程。该方法具有计算速度快、占用资源少的优点,可为系泊锚链的疲劳评估提供参考。

CALM系统漂浮软管动力响应数值模拟及优化

[目的]漂浮软管是海上输送原油的关键设备,其运行的可靠性及安全性对原油外输的效率影响非常大。由于海洋环境、作业船舶及软管自身长度等因素的影响,外输软管会出现不同的水动力响应,增大原油输送中的风险。[方法]采用数值模拟方法,对悬链浮筒式系统(Catenary AnchorLeg Mooring,CALM)系统外输漂浮软管进行动力响应分析及优化设计研究,以单点系泊系统中漂浮软管为研究对象,利用OrcaFlex软件建立穿梭油轮-漂浮软管-浮筒的耦合响应模型,对漂浮软管总长、浮筒与穿梭油轮的间距、艏管连接角度、艉管连接角度等影响软管动力响应的因素进行分析,考虑最小化软管的有效张力及曲率,优化软管设计变量。[结果]随着软管总长的增加及浮筒与穿梭油轮的间距缩小,漂浮软管的最大有效张力先减小后增加,而弯矩及曲率一直增加;随着艏管连接角度增大,最大有效张力先减小后增大,而随着艉管连接角度增大,最大有效张力先减小后增大再减小,弯矩及曲率变化趋势各有不同。选择合适的软管总长、浮筒与穿梭油轮的间距、艏艉管连接角度对外输软管动力响应优化十分重要。随后采用遗传算法对漂浮软管构型进行优化,以最小化软管的有效张力及曲率为目标进行多目标优化设计,得出软管动力响应最优配置方案。[结论]研究结果可为外输软管的整体设计与构型优化提供工程指导。(图10,表5,参20)

用于CALM系统分析的修正准静力方法

API RP 2P规范推荐的准静力法是目前系泊分析中一种很有用的方法。在初步设计阶段,这种方法被广泛用于前期分析及系泊参数的选择。但是API RP 2P的准静力方法是针对单浮体制定的,即在计算步骤中只涉及到单个浮体。于是,在分析由双浮体(油轮和浮筒)构成的CALM系统时,这种方法难以实用。本文给出了一种适用于CALM系统的修正准静力方法。该方法将APIRP 2P的准静力方法做了一些修正。以反映CALM系统的特点。最后,文中提供了使用此方法分析一个CALM系统的结果。

应用于悬链锚腿式系泊系统的灯笼型水下软管设计研究

水下软管是悬链锚腿式系泊(CALM)系统的重要组成部分。介绍了CALM系统上的灯笼型水下软管的技术要求、设计工况和分析方法。明确了水下软管设计的关键是合理确定软管分段、浮子布置和水上浮筒偏移。此外,通过算例对水下软管的动态响应和关键部位的疲劳进行了分析,为实际工程设计提供参考。

CALM系泊30万吨级油轮动力响应试验研究

基于物理模型试验,对悬链式单点系泊系统动力响应进行研究,探讨了单点系泊系统在风、浪、流的联合作用下油轮的运动规律和系泊力影响因素。研究结果表明:油轮横摇运动主要做波频运动,风速和波高的增大对船舶系泊力影响显著。油轮载重也对系泊力产生较大影响。