文档介绍：耦合分析的有限元模型和关于浮式起重机的设计和制造的有限体积法
Dae-Suk Han, Sung-Won Yoo, Hyun-Sik Yoon , Myung-Hyun Kim, Sang-Hyun Kim,
Jae-Myung Lee
a 造船工程和海洋工程系,釜山国立大学, 釜山609 – 735,韩国
b 先进的船舶工程研究中心,釜山国立大学, 釜山609 – 735,韩国
c 造船工程和海洋工程系,韩国仁荷大学,仁川 402 - 751,韩国
文章信息
文章记录:
于2010年11年4日被接受
2010年12月3日在网上可利用
关键词:
浮式起重机设计
有限元方法
有限体积法
结构整合
寿命评估
摘要
本研究的目的是使用计算方法建立一个程序对海洋平台的系统设计和性能评估,海洋平台
(浮式生产储油系统;浮式生产、储存和卸载起重机)。耦合分析的有限元方法和有限体积方法,适用于保证鲁棒性设计,在充分考虑非线性环境的影响,已经执行。为了研究动态效果的载荷、边界条件,现研究了一台起重能力为100吨海上平台起重机。在有限体积方法中, 使用流体动力学的计算代码进行了一系列的分析。起重机的重量,最大起重量、计算风压和边界条件例如由于浮式起重机的极度滚动引起的甲板倾斜也被考虑在有限元的分析中使用商业代码,MSC/NASTRAN。变形,应力分布,以及疲劳寿命估算都创建在在统一的计算环境下。一个先进的程序设计理念被提出用来浮式生产储油船的设计和制造。
简介
起重机被广泛用于港口、大型装卸船,用来装卸集装箱和散货。它们也通常用于土木工程中建筑物的建造。近年来在包括自动化起重机安装过程和工作空间的要求的自动生成方法的这一领域有了突破。这些优势使得起重机性能的提高继而提高了起重机操作的效率。鉴于近来对开发海洋资源的工业需要,这些陆上起重机的应用领域已经扩展到海洋平台例如海上浮式生产储油船(浮式生产,存储和卸货的单元)。
一般来说,承载负荷的详细信息被考虑在海上平台的设计或施工中这是一个很好的认识。然而, 一个自动或系统性程序用于建立一个包含现场操作条件的设计理念,我们现在还不能。在此次研究中,是一项基于数值分析基础上的结合耦合有限元和有限体积法(有限体积法)的浮式起重机程序及结构安全的自动设计。
在浮式生产储油船上的起重机调运作业要比固定的(陆地)平台复杂的多。由于浮式生产储油船在海上的运动,海上起重机受到动态载荷和风载。由于海洋开发扩展到更严酷的环境, 起重机长期处于环境载荷中。在这样的环境下,海上起重机的安全设计被认为是主要的挑战。
然而众所周知,对风载效应在各种工业结构的了解在设计寿命时为了维持结构完整是至关重要的,设计目的研究活动呗局限于某种特定的领域。
Haddare和Soares提出了一种实用的方法计算作用在船只和海上结构的风载荷。他们提出了在船上的风力系数的表示,并将其与实验结果进行比较。其他基于CFD(计算流体动力学)模拟的关于风载荷识别的更深入的研究包括黄,Blocken和Diego等的CFD技术的发展。他们提供了一个可靠的数值处理技术,考虑了各种各样的风效应对结构的影响。
浮式生产储油船在海上的运动是导致起重机静态和动态响应的重要因素。浮式生产储油船的运动能诱导起重机的动态载荷,即使起重机