ANSYS CFD помогает разрабатывать морские суда, противостоящие штормовым волнам

Аватар пользователя Kirill Pestov
0 499

Большинство нефтяных ресурсов Бразилии находится на больших морских глубинах, поэтому нефтегазовой компании Petrobras приходится использовать плавучие установки для добычи, хранения и транспортировки нефти (FPSO), способные противостоять экстремальным волнам. Добыча 50 миллиардов баррелей нефти за последние десятилетия благополучно отразилось на экономическом состоянии Бразилии, но местоположение нефти вызывает сложные технические проблемы. Пролегая в сотнях километрах от берега на глубине порядка 3000 метров и находясь под слоем горной породы толщиной 2000 метров, делают запасы нефти одними из самых труднодоступных на Земле. 

Численное моделирование FPSO, противостоящие экстремальным волнам

 

Помимо бурения нефтяных скважин на таких больших глубинах, плавучие суда, которые используются для хранения нефтепродуктов до их отгрузки на танкеры, подвержены воздействию огромных волн, высота, которых может достигать 12 метров. Одно из самых опасных явлений, которое может нанести серьезный ущерб обрушившись на палубу судна, носит англоязычное название «green water». «Green water» - это волны, которые обладают достаточной энергией для повреждения или разрушения оборудования, находящегося на палубе (различная запорная арматура, кабели, противопожарное оборудование). Данные кратковременные явления могут вывести морское судно из строя и стоить компании сотни тысяч долларов в день. Полномасштабное тестирование практически невыполнимо, ввиду больших затрат на постройку крупногабаритного морского судна. Традиционные эксперименты с использованием масштабных моделей судов, которые позволяют оценить воздействие крупных волн на различные конструкции, располагающиеся на палубе, являются трудоемкими, дорогостоящими и предоставляют исследователю лишь ограниченный набор данных. Для того, чтобы получить большее количество данных за более короткий срок и с меньшими финансовыми затратами, инженер-расчётчик Daniel F.С. Silva компании Petrobras, обратился к программному комплексу вычислительной гидрогазодинамики ANSYS. Благодаря ANSYS CFD удалось спрогнозировать нагрузку, которую могут испытывать палубные конструкции, вследствие воздействия штормовых волн на корпус судна.

За счет использования численного моделирования, удалось получить более подробные результаты, в отличии от натурных экспериментов, что позволило Daniel F.С. Silva точнее определить силы, действующие в каждой точке палубы. Данные, полученные при помощи численного моделирования, были подтверждены натурным экспериментом, и предоставили дополнительную информацию необходимую для понимания физических явлений, возникающих при взаимодействии волн с корпусом судна.

Выполнение численного моделирования такого класса задач занимает от 10 до 50 дней, по сравнению с тремя месяцами натурных экспериментов. Полученные результаты помогают инженерам компании Petrobras разрабатывать надежные конструкции, находящиеся на палубе судна, способные выдержать штормовые волны, без необходимости создания дорогостоящего оборудования с излишним запасом прочности.

Оригинальный текст статьи: http://www.ansys-blog.com/cfd-design-marine-vessels-extreme-waves/#more-18297

Более подробное описание задачи моделирования плавучей установки для добычи, хранения и транспортировки нефти можно прочитать в статье.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии