Pålidelighedsvurdering af platforme udsat for bølgelast på dæk

DHI

Projektets formål har været at vurdere de sikkerhedsmæssige konsekvenser af bølgelast på offshore platformes dæk. Dette er opnået gennem følgende hovedtrin: 1) Etablering af detaljeret forståelse af fysikken omkring last på dæk ved analyse af resultater af storskala modelforsøg med generiske dækelementer og ved simuleringer ved brug af Volume of Fluid (VOF) metoden. 2) Implementering af resultaterne af de detaljerede undersøgelser under trin 1) i en eksisterende hydrodynamisk model; 3) Der er foretaget sammenligning af platformes sikkerhed under disse ekstreme belastninger med den nugældende sikkerhed i henhold til den danske norm.

Projektbeskrivelse
Projektets formål er at vurdere de sikkerhedsmæssige konsekvenser af bølgelast på offshore platformes dæk. Dette opnås gennem følgende hovedtrin: 1) Etablering af detaljeret forståelse af fysikken omkring bølgelast på dæk. Dette sker i to delaktiviteter: 1a) Numerisk simulering ved brug af Volume of Fluid (VOF) metoden. Modelleringen sker ved brug af en VOF model udviklet af DHI og IMM i perioden 1996-2000. 1b) Analyse af resultater af storskala modelforsøg med generiske dækselementer. Disse forsøg gennemføres i foråret 2001 i den store bølgerende ved Forschungs Zentrum Küste i Hannover. 2) Implementering af resultaterne af de detaljerede undersøgelser under trin (1) i en eksisterende hydrodynamisk model til bestemmelse af bølgelast på offshore platformes dæk. Denne model vil blive anvendt sammen med et eksisterende ikke-lineært rammeprogram til kollaps analyser af offshore platforme. 3) Sammenligning af platformes sikkerhed under disse ekstreme belastninger med den nugældende sikkerhed i henhold til den danske norm. Pålidelighedsanalyse af platforme vil blive udført for gradvis forøgede vanddybder (gradvis reduceret frihøjde af dækket). Herved kan fastlægges, hvornår indgriben vil kunne blive nødvendig. Projektets resultater vil blive rapporteret ved internationale konferencer og i internationale tidsskrifter. Resultaterne vil endvidere blive anvendt i forbindelse med projektdeltagernes deltagelse i nationalt og international normarbejde. De udviklede modeller vil blive anvendt af samarbejdspartnerne i forbindelse med rådgivningsopgaver
Resultater

Resultater: 1) Modelforsøg: Der er gennemført et omfattende modelforsøgsprogram med EU finansiering i februar-april 2001 i den store bølgerende i Hannover, hvor der kan genereres 2,5m høje bølger. Disse forsøgsresultater er bl.a. benyttet til verifikation af den numeriske model, der er beskrevet i 1b) og som input til 2) beskrevet nedenunder. 1b) Numeriske simuleringer vha. VOF metoden: Der er foretaget detaljerede beregninger af kraftforløbet for to lodrette plader placeret efter hinanden. Beregninger viser en meget god overensstemmelse mellem de målte og beregnede kraftforløb. Modellen er således i stand til overbevisende at beregne, hvorledes det vand, der passerer over den første plade, bliver afsnøret fra det øvrige vand og giver en ekstra kraft peak, når den rammer den efterfølgende plade. Derudover er der foretaget et stort antal beregninger af en række H-profiler placeret efter hinanden. Disse beregninger er sammenlignet med modelforsøgsresultaterne og er derudover blevet brugt til at bestemme nogle ingeniørmæssige 'shieding faktorer'. Disse benyttes til at udregne, hvor meget kræfterne reduceres, når de er placeret bag et eller flere elementer. 2) Implementering: De ingeniørmæssige shielding faktorer, der er bestemt under la), er programmeret og indsat i programmet DHIWID. Dette program er efterfølgende anvendt sammen med det eksisterende dynamisk ikke-lineære rammeprogram RONJA til pushover analyser af offshore platforme for gradvis forøgede vanddybder (gradvis reduceret frihøjde af dækket). 3) Beregning af platformes sikkerhed: Ved anvendelse af 'model-korrektions-faktor-metoden' er der udviklet en metode til sikkerhedsanalyse af jacket konstruktioner med en kompliceret fastsættelse af last på jacket og dæk og med en ikke-lineær beregningsmodel (RONJA) til pushover analyser. Sikkerhedsbestemmelsen kan gennemføres med kun 10-15 RONJA beregninger, og er derfor anvendelig i praksis

Key figures

Periode:
2001 - 2003
Bevillingsår:
2001
Egen finansiering:
2,65 mio.
Støttebeløb:
2,87 mio.
Støtteprocent:
52 %
Projektbudget:
5,52 mio.

Kategori

Oprindelig title
Pålidelighedsvurdering af platforme udsat for bølgelast på dæk
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Andet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1313/01-0019

Deltagere

DHI (Main Responsible)

Kontakt

Kontakperson
Asp Hansen, Martin
Adresse
DHI - Institut for Vand og Miljø. Offshore Technology Department
Agern Alle 11
DK-2970 Hørsholm, Denmark
Asp Hansen, Martin (civ.ing., Ph.D.), 45169200, mjs@dhi.dk
Øvr. Partnere: RAMBØLL; Danmarks Tekniske Universitet. Inst. for Matematisk Modellering; Danmarks Tekniske Universitet. Inst. for Skibs- og Havteknik; Aalborg Universitet. Inst for Bygningsteknik