Show simple item record

dc.contributor.advisorLarsen, Kjell
dc.contributor.authorLied, Martin Roll
dc.date.accessioned2019-10-17T14:08:20Z
dc.date.available2019-10-17T14:08:20Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2622949
dc.description.abstractEn teoretisk bakgrunn er presentert innenfor temaet forankring av halvt-nedsenkbare plattformer. Forankringskomponenter og forskjellige typer forankringssystemer er avbildet og beskrevet. Regelverk og standarder knyttet til forankring er fokusert på og benyttet i utformingen av et fortankringssystem. Utformingsprosessen er grundig beskrevet i forskjellige trinn relatert til forankringssystemets egenskaper. Design av et forankringssystem er en tidkrevende prosess, og mange timer har blitt brukt i SIMA-programvaren for å etablere et forankringssystem brukt til videre analyse. Videre er tre forskjellige lastmodeller for beregning av maksimal aksialkraft i forankringsliner blitt undersøkt. To av metodene er basert på bølgedriftskrefter fra Newmans tilnærming, ved å benytte kvadratiske strømkoeffisienter som bakgrunn for beregning av strømkrefter. Den siste metoden beregner de viskøse kreftene på halvt-nedsenkbare plattformer ved å bruke formuleringen av dragkrefter i Morison’s ligning. Elleve forskjellige tilfeller har blitt analysert i programvaren SIMA. De 400 første sekundene av simuleringene for både bevegelser og krefter blir utelatt som en del av etterbehandlingen. Den utelatte delen av simuleringen skyldes at de opprinnelige forholdene ikke representerer den ønskede sjøtilstanden. I henhold til regelverket i DNVGL-OS-E301, utføres alle simuleringer basert på 100 års signifikant bølgehøyde og vindhastighet og 10 års strømhastighet. I tillegg utføres alle simuleringer med kollinære bølge-, strøm- og vindbidrag. Først er en sammenligning av bevegelsene for alle elleve tilfeller fremhevet. Sammenligning av energispekteret for svaibevegelsene er gjennomført for alle de elleve tilfellene, basert på 15 frøtall for bølgene, for hvert av de simulerte tilfellene. For noen tilfeller ble bare 14 frøtall for bølgene fullført. Videre er et tilfelle med bruk av Morison’s dragkraftbidrag og ett tilfelle ved bruk av strømkoeffisienter fokusert på i forsøk på å bestemme effekten av å bruke Morison’s dragkraftbidrag. Alle de elleve tilfellene har betydelige energitopper for både lavfrekvente og bølgefrekvente svaibevegelser. Med en topp i nærheten av bølgeperioden i bølgespekteret, og en signifikant topp i lavfrekvensområdet. Forskjellen mellom frekvensene av svaibevisene er tydelig mellom de to bidragene. Dragkoeffisientenes sensitivitet ved to forskjellige tilfeller er utført. Det er vist å gi små variasjoner i bidraget til mest sannsynlige maksimale spenninger i forankringslinen. I tillegg viser energispekteret for lavfrekvente krefter liten variasjon i størrelsesorden mellom de forskjellige tilfellene, hvor det viskøse kraftbidraget ikke er vist å være signifikant. Avviket i bevegelser for de forskjellige tilfellene er ikke inkonsekvent, men for krefter er de oppnådde resultatene ikke sammenfallende med andre oppnådde resultater. Siden kreftene ikke viser forventet sammenheng til de oppnådde bevegelsene, er det grunn til å tvile på de oppnådde resultatene for bevegelsene, så vel som beregnede krefter. Grunnen antas å skyldes en feil i hvordan strømkrefter beregnes.
dc.description.abstractA theoretical background is presented within the topic of mooring of semi-submersibles. Hardware components and different types of station keeping systems are depicted and described. Regulations and standards related to position mooring is highlighted and utilized in design of a mooring system. The design process is thoroughly described in different steps related to the characteristics of the system. Design of a mooring system is a time-consuming process and countless hours have been spent in the SIMA software to establish a mooring system for further analysis. Furthermore, three different load models for calculation of maximum axial force in mooring lines have been investigated. Two of the methods are based on wave drift forces from Newman's approximation, by utilizing quadratic current coefficients as input for calculation of the current forces. The last method calculates the viscous loads on the semi-submersible through the drag term in Morison's equation. Eleven different cases have been analysed in the software SIMA. The 400 first seconds of the simulations for both the motions and forces are omitted as a part of the post-processing. The omitted section of the simulation is due to the initial conditions do not represent the desired sea state. According to the definitions given by DNVGL-OS-E301, all simulations performed are based on ultimate limit state with respect to 100 year significant wave height and wind speed, and 10 year current speed. In addition, all simulations are conducted in a collinear environment. First, a comparison of the motions for all eleven cases is highlighted. The comparison is as the power spectrum of the sway motions for all the eleven cases, based on 15 wave seeds for each of the simulated case. For some of the cases only 14 seeds were completed. Furthermore, one case with slender elements and one case without slender elements is focused on to determine the effect of using slender elements. All the eleven cases have significant energy peaks for both the low frequency and wave frequency sway motion. With one peak close to the period of the wave spectrum, and one significant peak in the low frequency region. The distinction for the frequencies of the sway motions are clear between the two contributions. The sensitivity of drag coefficients between the different cases conducted are shown to give small variations in the contribution to most probable tension in the mooring line. In addition, the power spectrum of low frequency forces shows a small variation in magnitude between the different cases, where the viscous force contribution is not shown to be significant. The deviation in motions for the different cases are not inconsistent, but for forces the obtained results are not coinciding with other obtained results. However, as the forces do not show the correlation to the obtained motions there is reason to doubt the obtained results for the motions as well as the forces that are calculated. The reason is believed to be due to a fault in how the current forces are calculated.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleDesign of Mooring Systems in Extreme Sea States with focus on Viscous Drift Force Modelling
dc.typeMaster thesis


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record