精准石油论坛: 关于半潜式平台计算问题的讨论 - 精准石油论坛

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关于半潜式平台计算问题的讨论 主题评价: ***-- 2

#41 已离线   gadfly_lee 

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gadfly_lee 发表于 08-05-2009 - 21:11
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查看主题引用框(wavesurfer @ 2009-08-05)

约束该怎么加我不懂。呵呵。

约束采取3-2-1原则
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#42 已离线   gene 

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gene 发表于 08-05-2009 - 21:22
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-05)

可以人为调整。你提到的施加反向加速度的方法,类似于“自平衡”或者“惯性释放”。但有个前提:你已经把支反力调到允许的误差范围内了:自重1%。


哦,这个倒是可以试着做到的,但是现在的问题是在调整的过程中,发现有的经过调整以后就比较好了,有的经过调整以后还是不是很理想,给出两组支座调整前后的数据:

调整前的支座荷载
NODE FX FY FZ
5561 -0.84172E+13 0.17946E+14 0.82847E+13
10359 -0.60031E+13 -0.76820E+13
41693 0.63630E+13
-0.84172E+13 1.19E+13 6.97E+12 合力


调整后的支座荷载
NODE FX FY FZ
5561 -0.13117E+11 0.89149E+13 0.33090E+13
10359 -0.89197E+13 -0.93853E+13
41693 0.60554E+13

-0.13117E+11 -4.80E+09 -2.09E+10 合力

很明显施加了反向加速度以后,支座反力得到了一定程度的减少,也变得自平衡了,但是支座处还是有一部分力没有能够消除,
是不是可以采用施加反向转动加速度的方法进行调整,不是很清楚怎么来消除这一部分的反力,按我自己的理解,是可以消除的,
假设不管计算是否正确的前提下。还请大家指点。
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#43 已离线   gene 

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gene 发表于 08-05-2009 - 21:57
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-05)

约束采取3-2-1原则


LIST CONSTRAINTS FOR SELECTED NODES 1 TO 211275 BY 1
CURRENTLY SELECTED DOF SET= UX UY UZ ROTX ROTY ROTZ

NODE LABEL REAL IMAG
5561 UX 0.00000000 0.00000000
5561 UY 0.00000000 0.00000000
5561 UZ 0.00000000 0.00000000
10359 UY 0.00000000 0.00000000
10359 UZ 0.00000000 0.00000000
41693 UZ 0.00000000 0.00000000

我的约束是这样来加的5561约束三个方向,10359约束两个方向,41693约束一个方向
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#44 已离线   gene 

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gene 发表于 08-05-2009 - 21:58
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查看主题引用框(gene @ 2009-08-05)

哦,这个倒是可以试着做到的,但是现在的问题是在调整的过程中,发现有的经过调整以后就比较好了,有的经过调整以后还是不是很理想,给出两组支座调整前后的数据:

调整前的支座荷载
NODE FX FY FZ
5561 -0.84172E+13 0.17946E+14 0.82847E+13
10359 -0.60031E+13 -0.76820E+13
41693 0.63630E+13
-0.84172E+13 1.19E+13 6.97E+12 合力


调整后的支座荷载
NODE FX FY FZ
5561 -0.13117E+11 0.89149E+13 0.33090E+13
10359 -0.89197E+13 -0.93853E+13
41693 0.60554E+13

-0.13117E+11 -4.80E+09 -2.09E+10 合力

很明显施加了反向加速度以后,支座反力得到了一定程度的减少,也变得自平衡了,但是支座处还是有一部分力没有能够消除,
是不是可以采用施加反向转动加速度的方法进行调整,不是很清楚怎么来消除这一部分的反力,按我自己的理解,是可以消除的,
假设不管计算是否正确的前提下。还请大家指点。




我试过通过调整转动加速度来平衡调多余的力,但是,到目前为止不是很成功
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#45 已离线   wavesurfer 

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wavesurfer 发表于 08-05-2009 - 22:06
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-05)

约束采取3-2-1原则


这方面把我当小学生就好了。展开讲讲吧。
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#46 已离线   wavesurfer 

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wavesurfer 发表于 08-05-2009 - 22:10
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这个话题讨论的这么多了。关键还是要有一个实例来把大家带到同一个理解的框架内。不知道谁可以贡献一个接近实际一点的项目。包括了WAMIT和ANSYS的模型。我可以提供WAMIT部分的平衡校核和LOAD MAPPING方面的协助。
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#47 已离线   wavesurfer 

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wavesurfer 发表于 08-05-2009 - 22:16
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-05)

对水平加速度的贡献也要考虑?你说的是波频加速度吗?
锚链的水平方向的力,一般比平台自重和波浪力小一两个数量级,我觉得不必考虑了。
你的看法呢?


锚链水平力小可以不要考虑。但竖向力有时很大,忽略就不太靠谱了。
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#48 已离线   wavesurfer 

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wavesurfer 发表于 08-05-2009 - 22:21
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查看主题引用框(iceforce @ 2009-08-05)

听说休斯敦工程公司也采用这种处理方法,我觉得和作弊是两个概念。


说作弊有点严重。只是需要尽量明白中间的来龙去脉,保证所作的调整是合理的就行。最近ABS在审查一个项目时不接受在ANSYS里进行加速度释放的方法。要求必须要证明系统本身的平衡。
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#49 已离线   wavesurfer 

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wavesurfer 发表于 08-05-2009 - 22:25
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-05)

问题是求解出的设计波一般不会和平台运动共振。所以,我还没有遇到施加波浪载荷时要考虑共振,需要在势流阻尼基础上额外再施加阻尼力的情况,不知道wavesurfer你是否遇到这种情况?


你的经验是对的。只算少数几个设计波的时候,遇到共振的可能较小。不过作为Quality Check,最好把不加阻尼的力或加速度的RAO画出来,检查所考虑的设计波周期是否靠近了自然周期的High Peak。
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#50 已离线   gene 

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gene 发表于 08-06-2009 - 08:44
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查看主题引用框(wavesurfer @ 2009-08-05)

这个话题讨论的这么多了。关键还是要有一个实例来把大家带到同一个理解的框架内。不知道谁可以贡献一个接近实际一点的项目。包括了WAMIT和ANSYS的模型。我可以提供WAMIT部分的平衡校核和LOAD MAPPING方面的协助。


支持wavesurfer的想法,希望哪一位能够提供一个半潜式的模型,让我们都能好好学习一下。
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#51 已离线   oceanrig 

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oceanrig 发表于 08-06-2009 - 10:13
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-05)

水动力的质量矩阵从结构模型出当然好,问题是总体结构计算时,有限元模型只建了一些主要构件,大量次要结构以及设备,管件,电缆等都没有建模,而只是根据重量报告去给个重量重心,结构有限元模型的质量矩阵,最终还是要想重量报告的结果去靠近。但是一般来说,重量好调,重心好靠近,但转动惯量就难调了。
所以,综上来说,结构有限元模型出的重量矩阵本身就和实船的质量矩阵存在一定误差,不是太准。

当然,是否与实船一致,是一回事,有限元模型的质量矩阵和水动力的质量矩阵的一致,是另外一回事。如果不管实船的质量矩阵如何,直接把有限元模型的质量矩阵拿给水动力用,这样肯定会减少由于二者质量矩阵不统一造成的支反力。



质量准不准,只能通过有限元模型去尽量贴近实际平台,但是,说实话,如果是在设计阶段而不是在营运阶段对平台进行的计算,一开始都是不可能特别准确,但是应该是建造中要通过种种手段确保重量控制,这不光是强度的要求,更重要的是有稳性的要求在里面。

所以,一般来说,肯定是从有限元结构模型中提取质量矩阵给水动力使用。然后,水动力计算后再mapping回来。

我没接触过wamit,但是据我以前算过的多个半潜式平台的经验,我从来没碰到过静水调平后,加波浪压力和惯性载荷会产生特别大不平衡力的情况。

我不知道wamit是怎么处理的,但是我觉得,很多商业的软件是不是就是积分这些不平衡力,然后变成加速度的?
如果是这样的话,那怎么会不平衡呢?

当然,我对水动力所知甚少,但是结构方面,我确实从来没有在加完波浪载荷和加速度后再调平衡,我还是坚持我的观点,在这种准静态分析中,根据达朗贝尔原理,平台就是一个瞬态平衡的系统,没道理再手工去调,除非你的mapping不是很准确。
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#52 已离线   gene 

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gene 发表于 08-06-2009 - 11:22
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查看主题引用框(oceanrig @ 2009-08-06)

质量准不准,只能通过有限元模型去尽量贴近实际平台,但是,说实话,如果是在设计阶段而不是在营运阶段对平台进行的计算,一开始都是不可能特别准确,但是应该是建造中要通过种种手段确保重量控制,这不光是强度的要求,更重要的是有稳性的要求在里面。

所以,一般来说,肯定是从有限元结构模型中提取质量矩阵给水动力使用。然后,水动力计算后再mapping回来。

我没接触过wamit,但是据我以前算过的多个半潜式平台的经验,我从来没碰到过静水调平后,加波浪压力和惯性载荷会产生特别大不平衡力的情况。

我不知道wamit是怎么处理的,但是我觉得,很多商业的软件是不是就是积分这些不平衡力,然后变成加速度的?
如果是这样的话,那怎么会不平衡呢?

当然,我对水动力所知甚少,但是结构方面,我确实从来没有在加完波浪载荷和加速度后再调平衡,我还是坚持我的观点,在这种准静态分析中,根据达朗贝尔原理,平台就是一个瞬态平衡的系统,没道理再手工去调,除非你的mapping不是很准确。


支持你的观点,我也认为是这样的,我的做法也是在静水压力的情况下来调平衡,然后再计算水动力荷载的作用下结构的响应,在水洞力荷载结构响应不理想的情况下才用施加反向加速度减少支座反力,这实在也是一个无奈之举,不是说作弊或者什么。

至于wamit是怎么来计算加速度的事情,我的想法跟oceanrig的想法也是一样的,就是加速度是通过对表面水压力进行积分以后再进行计算得来,不知道这样的理解是不是正确,还请wavesurfer等大牛出来回答一下。
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#53 已离线   oceanrig 

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oceanrig 发表于 08-06-2009 - 15:26
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查看主题引用框(gene @ 2009-08-06)

支持你的观点,我也认为是这样的,我的做法也是在静水压力的情况下来调平衡,然后再计算水动力荷载的作用下结构的响应,在水洞力荷载结构响应不理想的情况下才用施加反向加速度减少支座反力,这实在也是一个无奈之举,不是说作弊或者什么。

至于wamit是怎么来计算加速度的事情,我的想法跟oceanrig的想法也是一样的,就是加速度是通过对表面水压力进行积分以后再进行计算得来,不知道这样的理解是不是正确,还请wavesurfer等大牛出来回答一下。



不好意思,gene,我收到了你今天的短信息,可是回不了,不知道什么问题,告诉你一下,呵呵
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#54 已离线   gadfly_lee 

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gadfly_lee 发表于 08-06-2009 - 21:59
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查看主题引用框(gene @ 2009-08-05)

哦,这个倒是可以试着做到的,但是现在的问题是在调整的过程中,发现有的经过调整以后就比较好了,有的经过调整以后还是不是很理想,给出两组支座调整前后的数据:

调整前的支座荷载
NODE FX FY FZ
5561 -0.84172E+13 0.17946E+14 0.82847E+13
10359 -0.60031E+13 -0.76820E+13
41693 0.63630E+13
-0.84172E+13 1.19E+13 6.97E+12 合力


调整后的支座荷载
NODE FX FY FZ
5561 -0.13117E+11 0.89149E+13 0.33090E+13
10359 -0.89197E+13 -0.93853E+13
41693 0.60554E+13

-0.13117E+11 -4.80E+09 -2.09E+10 合力

很明显施加了反向加速度以后,支座反力得到了一定程度的减少,也变得自平衡了,但是支座处还是有一部分力没有能够消除,
是不是可以采用施加反向转动加速度的方法进行调整,不是很清楚怎么来消除这一部分的反力,按我自己的理解,是可以消除的,
假设不管计算是否正确的前提下。还请大家指点。

我觉得你先明白道理是怎么回事,再去想具体的技巧怎么样的。否则你为了调平而调平,已经失真了。
有2个事情你把握住了,支反力这个地方就没什么了
1,自平衡要在手动已经调平的基础上。否则得到的是不符合实际的调平。
2,你的约束处选的合适的前提下,约束处的高应力可以略掉。并不是说高应力就都得当回事去费神消除的。你关心的是总体性应力分布。

至于支反力矩怎么调平,不知道大家是否有什么好的方法?
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#55 已离线   gadfly_lee 

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gadfly_lee 发表于 08-06-2009 - 22:05
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查看主题引用框(wavesurfer @ 2009-08-05)

这方面把我当小学生就好了。展开讲讲吧。

呵呵。我也只是小学生而已。
一般约束选在pontoon上,任选3个角,比如pontoon上与column对应的地方。
然后第一个地方约束x,y,z方向,第二个地方约束x,z或者y,z,第三个地方约束z方向即可。

另外,也有加软弹簧的方式。弹簧的刚度,垂向的按静水刚度,水平向取静水刚度的1/10。这个是DNV规范上讲的。不过我倒不明白为什么取1/10,我的理解,取1/5,1/20什么的也可以。只要约束住刚体位移就可以了。这个不知是否有明白的人讲一下?
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#56 已离线   gadfly_lee 

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gadfly_lee 发表于 08-06-2009 - 22:12
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查看主题引用框(wavesurfer @ 2009-08-05)

锚链水平力小可以不要考虑。但竖向力有时很大,忽略就不太靠谱了。

垂向力的影响,多以质量块来考虑其影响。而垂向力或者张力对强度的影响,多在局部强度里校核。因为系泊缆多数还是考验系泊系统的局部强度,比如绞车及其基座的强度。系泊缆的力对于总体强度的影响还是比较小的,基本不引起总体性变形。
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#57 已离线   gene 

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gene 发表于 08-06-2009 - 22:18
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-06)

呵呵。我也只是小学生而已。
一般约束选在pontoon上,任选3个角,比如pontoon上与column对应的地方。
然后第一个地方约束x,y,z方向,第二个地方约束x,z或者y,z,第三个地方约束z方向即可。

另外,也有加软弹簧的方式。弹簧的刚度,垂向的按静水刚度,水平向取静水刚度的1/10。这个是DNV规范上讲的。不过我倒不明白为什么取1/10,我的理解,取1/5,1/20什么的也可以。只要约束住刚体位移就可以了。这个不知是否有明白的人讲一下?


这里有一个概念不是很明白,什么叫做静水刚度,有没有什么计算公式,它是跟结构有关,还是跟环境有关。
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#58 已离线   gadfly_lee 

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gadfly_lee 发表于 08-06-2009 - 22:27
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查看主题引用框(oceanrig @ 2009-08-06)

质量准不准,只能通过有限元模型去尽量贴近实际平台,但是,说实话,如果是在设计阶段而不是在营运阶段对平台进行的计算,一开始都是不可能特别准确,但是应该是建造中要通过种种手段确保重量控制,这不光是强度的要求,更重要的是有稳性的要求在里面。

所以,一般来说,肯定是从有限元结构模型中提取质量矩阵给水动力使用。然后,水动力计算后再mapping回来。

我没接触过wamit,但是据我以前算过的多个半潜式平台的经验,我从来没碰到过静水调平后,加波浪压力和惯性载荷会产生特别大不平衡力的情况。

我不知道wamit是怎么处理的,但是我觉得,很多商业的软件是不是就是积分这些不平衡力,然后变成加速度的?
如果是这样的话,那怎么会不平衡呢?

当然,我对水动力所知甚少,但是结构方面,我确实从来没有在加完波浪载荷和加速度后再调平衡,我还是坚持我的观点,在这种准静态分析中,根据达朗贝尔原理,平台就是一个瞬态平衡的系统,没道理再手工去调,除非你的mapping不是很准确。

呵呵,你说的理论上很对。可是实际操作,并非只是理论上的道理那么容易。
理论上来说,静水力和自重平衡,所以不需要调平;动水压和惯性力平衡,所以不需要调平。可如果你真的不做调平,人家八成怀疑你在作假,因为你的结果太好了。
支反力太大,八成mapping有问题;
支反力没有,也不大可能。支反力的存在,不光是mapping准确与否的问题,还有数值积分误差的问题。这个不是原理出错,而只是求解过程的数值误差。
一般来说,都是有几十几百吨这样量级的支反力的。
当然,可以略掉这些支反力造成的应力,不必调平,也不必去管这些高应力,前提是支反力在自重1%以内。
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#59 已离线   gene 

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gene 发表于 08-07-2009 - 00:18
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查看主题引用框(gadfly_lee @ 2009-08-06)

呵呵,你说的理论上很对。可是实际操作,并非只是理论上的道理那么容易。
理论上来说,静水力和自重平衡,所以不需要调平;动水压和惯性力平衡,所以不需要调平。可如果你真的不做调平,人家八成怀疑你在作假,因为你的结果太好了。
支反力太大,八成mapping有问题;
支反力没有,也不大可能。支反力的存在,不光是mapping准确与否的问题,还有数值积分误差的问题。这个不是原理出错,而只是求解过程的数值误差。
一般来说,都是有几十几百吨这样量级的支反力的。
当然,可以略掉这些支反力造成的应力,不必调平,也不必去管这些高应力,前提是支反力在自重1%以内。


支持你的说法,只要支座反力不是特别的或者不会明显的引起应力集中,这个时候结果应该是可以的。
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#60 已离线   gadfly_lee 

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gadfly_lee 发表于 08-07-2009 - 20:44
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查看主题引用框(gene @ 2009-08-06)

这里有一个概念不是很明白,什么叫做静水刚度,有没有什么计算公式,它是跟结构有关,还是跟环境有关。

船体升沉单位距离时排开水的体积。
浮力变化=密度*g*水线面积*吃水变化,类比弹簧,则前三项相当于弹簧刚度,叫做静水刚度。
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