MAS 121 Marintekniske Analyser

Transkript

1 MAS 121 Marintekniske Analyser "opplæring og bruk av kommersiell programvare (Sesam) for hydrostatiske og hydrodynamiske beregninger av flytende marine konstruksjoner " Thore C. Thuestad Campus Bergen Høst 2018

2 Storvolum vs. Slanke Marine Konstruksjoner MAS 116 Hydrodynamikk MAS 121 Marintekniske Analyser 2

3 Storvolum vs. Slanke Marine Konstruksjoner Ulik metodikk som anvendes MAS 121: Storvolum konstruksjoner (λ/d < 5) MAS 116: Slanke konstruksjoner (λ/d > 5) 3

4 MAS Marin Teknisk Analyse "Integrerer Marin Tekniske fag" 4. Resultater: 1. Struktur Modellering: 2. Last Modellering: 5. Sjekke kapasiteter: 3. Global analyse:

5 MAS Gjennomføring Innhold: Teoretisk gjennomgang/forklaring av grunnleggende begreper Programvarens muligheter og begrensninger Praktisk bruk av programvaren Ferdigheter: Lage modell av et enkeltskrogs fartøy og en halvt nedsenkbar plattform ved bruk av programverktøy. Beregne hydrostatikk og stabilitet, og utføre stabilitetskontroll i forhold til regelkrav, intakt og ved skade. Beregne hydrodynamisk respons Utføre forankringsanalyser og kontrollere resultatene i forhold til regelkrav, intakt og ved skade. Arbeidsformer: Faget er prosjektbasert med gruppearbeid (+/- 4-studenter) under veiledning, Vurderingsformer: Vurdering baserer seg på følgende: Rapporter som dokumenterer utførte beregninger og resultatene av disse Ukentlige rapporter som dokumenter tidsforbruk og utførte oppgaver Etter en samlet vurdering av leveranse gis en bokstavkarakter for gruppen, som kan justeres individuelt basert på dokumentert innsats. H2018 Ekstern sensor. 5

6 MAS 121 Gjennomføring, fort NB: Krevende fag (igjen)! Forventet tidsforbruk: 27timer pr. studiepoeng, 10 studiepoeng -> 270 timer. 14 uker -> 20 timer total pr. uke. (forelesning/kurs + egeninnsats) Felles - tirsdager i forskjellige rom (se TimeEdit) Oppstart i plenum -> gruppearbeid under veiledning. (ikke avhengig av å sitte samlet) Etablere grupper a 4 (3/5) studenter en som gruppeleder første student i hver gruppe. Gjøres direkte i Canvas. Pr > 23 studenter. Dvs 6 grupper a 4 studenter (3). Gruppen dokumenterer innsats ukentlig rapporter fra gruppeleder påfølgende mandag legges direkte inn i Canvas. Innleveringsfrist av mapper (2 stk): fredag kl (avtale med studentene) Siste forelesning Leveranse: 2 stk. rapporter (*.pdf) på mail Resten filer, vedlegg, mapper + rapporter (2 stk.) leveres på stick ila påfølgende mandag. 6

7 Dokumentert innsats pr. gruppe Hvorfor? Faglærer har innsyn i at det jobbes i gruppene underveis og at der er fremdrift ingen «quick fix» i dette faget. Alle i gruppen bidrar ingen «free riders» Ulik innsats -> kan gi ulik bedømming innad i gruppen. Gruppeleder godkjenner ukerapport og laster opp i Canvas pr. uke etterfølgende mandag. 7

8 Dokumentert innsats pr. gruppe Canvas - Samarbeid 8

9 Endring i opplegg høsten 2018 (2017) Bytter leverandør av analyseverktøy, fra Bentley (MOSES) til DnV-GL (Sesam) Fra MOSES analyseverktøy (Bentley) til Sesam analysepakke (DnV-GL). Hvorfor: Større utbredelse, flere muligheter, mer moderne brukergrensesnitt (modellering), lettere tilgang til support. Sterk interesse fra leverandør (DnV-GL) sterk brukersupport, bla oppstart kurs. Bruk på egen datamaskin men på campus (nettverk). Akademia lisens kun for ikke-kommersielt bruk. (Bachelor & Master) DnV-GL kurs. Samme nybegynner introduksjon til SESAM som ved NTNU. UiB (nytt masterstudie - Havteknologi) tar i bruk SESAM. 9

10 Konsekvenser Sesam ~ny for «alle» - ansatte og studenter. Dra lasset sammen, hjelpe hverandre. Sesam kan installeres på egen pc men må kjøres på Campus nettverk. Gruppene bestemmer selv når de vil jobbe bestille grupperom Felles tid tirsdager etter behov. Starter dagen med felles emner. DnV-GL vil holde 3 relevante Sesam kurs (studenter og ansatte) over 2 dager: august GeniE (modellering) Aanund Berdal september HydroD (hydrodynamikk) Torgeir Vada oktober Sima (forankring) Helge Skåtun avklart Oppgave 1) og 2) i parallell, dvs: modellering -> hydrostatikk/hydrodynamikk -> forankring Før første kurs må alle ha fått installert Sesam og «kjørt» noen Sesam tutorials. 10

11 Oppsummering erfaringer i faget Arbeidskrevende (20t pr. uke) komme kjapt i gang med tilstrekkelig innsats. Sette seg inn i og bruke programvaren, Sesam. Gjelder alle i gruppen selv om det kun en leveranse. Tips: To og to sammen, backup modell, læring. Rapportskriving viktig ifm bedømmelsen. Stor variasjon i hva som leveres. Underveis vs. til slutt. Lesbarhet vs. dokumentasjon Rapport vs. vedlegg. «Rød tråd» i rapporten. Dokumentere analyse - fremgangsmåte. Minimum blading for å forstå det som leveres i rapporten Klipp og lim fra skjerm (tabeller, grafer,etc) Figurer vs tekst & tabeller. (Excel, MatLab, etc) Besvare all del-oppgavene! Les oppgaven nøye innledningsvis, underveis og ved avslutning. Modningsprosess Dokumentere innsats (ukerapporter) viktig. Kan skille mellom gruppemedlemmene. 11

12 MAS pensum Baserer seg på kunnskap fra tidligere fag hydrostatikk, hydrodynamikk, forankring, regelverk forutsette kjent. Kapittel 3 i Hydrodynamikk kompendium Bjørnar Pettersen DnV-GL RP s: Canvas + Komplett oversikt 12

13 MAS 121 må gjøre uke 34. Studentene kontrollerer at han/hun er lagt inn i faget. Pr : 23 studenter. -> 6 grupper med 4 (3+) studenter Tilgang til faget via samarbeidsplattform -> Canvas. Fag: Marinteknisk Analyser. MAS H Etablerer grupper m/gr. leder. standard 4(event. 3/5) pr. gruppe. Studentene gjør dette selv i Canvas. 1. student i hver gruppe -> gruppeleder (ukerapport) Ikke bytte gruppe! (Canvas går i svart) Legg ned Sesam på egen pc sjekke at programmer kjører på egen pc. Siste GeniE versjon: 7.9 for kurset neste uke. Mac brukere -> orakeltjenesten Forberedelse til GeniE kurs > jobbe seg igjennom Workshop 1 & 2 (Canvas) 13

14 Canvas (fra It s Learning) 14

15 Vise i Canvas Moduler (Mappe i It s learning) Personer & Grupper 4 stk pr. gruppe 1. mann i gruppen sekretær (ukerapporter) Ikke bytte gruppe Samarbeid Ukerapporter Mer kommer etter hvert 15

16 Oppgave 1 (25%) Lekter GOLIAT Modellering og analyser: - Hydrostatiske analyser (intakt & skade stabilitet) - Hydrodynamiske respons analyser

17 Oppgave 2 (75%) MODU Trym Modellering og analyser: - Hydrostatiske analyser (intakt & skade stabilitet) - Hydrodynamiske analyser. - Forankrings analyser frekvens og tidsplan.

18 MODU Trym sånn kan det gå.. BT «Lykkeland» 18

19 SESAM - oversikt 19

20 SESAM - oversikt 20

21 SESAM moduler & SESAM programmer Sesam GeniE: Cutres Framework Installjac Platework Presel Profast Sestra Splice Stofat Submod Usfos Wajac Xtract Sesam HydroD: HydroD Postresp Wadam Wasim Waveship Sesam Marine: Simo Sima Riflex 21

22 SESAM moduler & SESAM programmer Sesam Wind: Fatigue Manager Framework GeniE Lite Sestra Splice Wajac Sesam DeepC: Mimosa Riflex Simo Sesam Pipeline: FatFree StableLines Pipeline Engineering Tool (PET) DNV-OS-F101 Code Compliance SimBuck

23 Strength assessment of offshore structures - Sesam software Supports design, optimization and strength assessment during an asset's entire lifecycle 23

24 Superelement assembly - Presel Superelement analysis tool Superelement analysis tool The Presel software module is a superelement analysis tool. It assembles part models to a complete model, known as superelement assembly. PRESEL What you get with Presel software Dividing a model into separate superelements allows concurrent modelling and results evaluation thereby saving time and reducing cost Identical model parts need only be modelled once and then used repeatedly when assembling the complete structure Working with smaller parts (superelements) reduces probability of modelling errors and eases quality check In redesign, only superelements covering changed areas are remodelled and recomputed 24

25 Sesam Manager: 25

26 SESAM The World of Sesam DNV GL Sesam software short introduction

27 Storvolum vs. Slanke Marine Konstruksjoner Ulik metodikk som anvendes MAS 121: Storvolum konstruksjoner (λ/d < 5) MAS 116: Slanke konstruksjoner (λ/d > 5) 27

28 MAS 116: Diffraksjon total diffraksjon 28

29 MAS 116: Innkomne og reflekterte bølger sylinder. MacCamy & Fuchs teori Sirkulær sylinder står på bunn og stikker opp gjennom den frie overflaten Ф I Ф D Ф T = Ф I +Ф D Stor sylinder (λ/d liten): Metoden gir totalkraften fordi dragkraften er liten Liten sylinder (λ/d stor): Metoden gir samme resultat som massekraft leddet i Morisons ligning 29

30 Generelle geometrier bruk av numeriske metoder & datamaskin. Våt overflate 30

31 Definisjon av aksesystem og bevegelser 31

32 Svingesystemet med en frihetsgrad 32

33 Bevegelse av flytende farkost i bølger 35

34 Bevegelse av flytende farkost i bølger 36

35 Modeller i SESAM Strukturmodellering & lastmodellering Global analyse vs. lokal analyse Svingeligningen: FE-modell, strukturmodell Ukjent: ƞ 3 Last-modell, panelmodell, hydrodynamisk lastmodell 37

36 Models in SESAM 38

37 Modellering nøyaktighet? DnV-GL kurs i GeniE 39

38 Hydrostatikk & Stabilitet (intakt og skade) Regelverk 40

39 Hydrodynamisk respons Irregulære bølger Frekvensplan analyse 41

40 Respons i irregulær sjø P-M bølgespekter Tm=12s; Hs=12m Denne beregnes i Sesam Bergene responsspekteret 42

41 43

42 44

43 Global analyse Modelleringsnøyaktighet vs behov 45

44 Forankringsanalyse - Trym

45 Forankring - kjedeligningene

46 Linelengder & Forspenning T T h L max = L s for T=T B -> l = 1100m Forspenning: 5% av vanndypforskyvning gir max 1/3 av bruddstyrken T B l = ls-x+x Tabell for l = 1100m 1540kN = 1/3 T B

47 Resultat Trym forankringsanalyse POSMOOR intact condition (also damaged condition one line broken) Mean MAX = 3645kN Max MAX = 4009kN 3645kN = 364kN POSMOOR: S C = 0.95 * T B = 0.95 * 4621kN = 4390kN Tc mean = 3645kN (Trym 2016 =1615kN) γ mean = 1.40 Tc dyn = 364kN (Trym 2016 = 105kN) γ dyn = * *2.10 = -1505kN -> ikke ok! 49

48 Nedlasting & Installering av Sesam på egen pc 50

49 Nedlasting & Installering av Sesam på egen pc Trykk på knapp: License configuration: 51

50 Nedlasting & Installering av Sesam på egen pc 52

51 Sesam GeniE modellering - Floater Workshop (Canvas) Workshop 1 & 2 Create a Panel & Structural Model Sylindrisk plattformkonsept (GOLIAT) Skrå sidekant Panel model Plate Structural model 53

52 Eksempler rapportskriving Egne figurer 54

53 Eksempler rapportskriving Viktige verdier 55

54 Eksempler rapportskriving Viktige verdier 56

55 Eksempler rapportskriving Viktige verdier 57

56 Eksempler rapportskriving Referanser vs gjentakelse 58

57 Noen linker til Sesam videoer Software General Presentation Sesam for design analysis of subsea structures Sesam for design analysis of subsea structures Sesam Marine Lifting Installation Strength assessment of fixed structures with DNV GL s Sesam GeniE software Flere videoer 59

58 Nedlastning av Sesam, eksempler og tutorials SESAM Manager User Manual 60

59 Nedlastning av Sesam, eksempler og tutorials

60 Nedlastning av Sesam, eksempler og tutorials 62

61 Mappestruktur i Sesam ved kjøring 63