[发明专利]基于GeniE建模的FPSO上部模块结构分析方法

说明书

本发明公开了一种基于GeniE建模的FPSO上部模块结构分析方法，该分析方法主要包括模块载荷分析、模块工况分析和模块规范校核，模块载荷分析中的载荷情况包括永久载荷，可变载荷，环境载荷以及变形；模块工况分析中的工况包括基本工况和组合工况，基本工况如上所述模块载荷情况，组合工况按DNV规范进行组合；模块规范校核：包括对模块中的梁在GeniE建模软件中进行校核。本发明通过对FPSO上部模块结构进行多角度、多方面进行分析建模，并提供了一种行快速、方便的组合工况方法，从而减少了分析过程的劳动强度，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及一种船舶设计结构分析方法，具体涉及一种基于GeniE建模的FPSO上部模块结构分析方法。

背景技术

FPS0上部模块作为海上油气生产处理和公用设施的基地，在整个油田的开发作用至关重要。上部模块的设计和规划方案受油田的规模、油田的物性参数、生产操作要求、所在海域的海况条件、建造施工场地和安装设施能力等多种因素的影响，所以FPS0上部模块工艺流程、设备总体布置方案、安全设计和结构方案成为设计研究的主要方面。FPSO上部模块一般包括油气处理系统、公用设施、动力和仪表控制系统等。根据FPSO上部模块的功能，工艺流程和安全要求，一般将上部模块分为危险区和安全区，对于原油处理系统的设备布置在危险区，公用系统设备、配电系统和电站设备布置在安全区。

FPSO在全部服役寿命期内，不间断地受到海浪作用且维修难度大，因此，对结构强度包括疲劳控制提出了较为严格的要求。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中的不足，提出一种完整、全面、快速的基于GeniE建模的FPSO上部模块结构分析方法。

技术方案：本发明所述的一种基于GeniE建模的FPSO上部模块结构分析方法，包括模块载荷分析、模块工况分析和模块规范校核：

模块载荷分析中的载荷情况包括永久载荷，可变载荷，环境载荷以及变形；

永久载荷包括模块结构重量和设备重量，在整个设计过程这些重量都要和重量控制报告保持一致，且所有5吨以上设备都需要按实际位置建在模型中；

可变载荷主要是甲板载荷，甲板载荷的模块静载荷q_s的模型为：

，

式中，Fs为结构重量，Fe为设备重量，n为重量大于5吨的设备数量，K为折减系数，Pv为甲板载荷，m为总的甲板层数，A为减去设备所占面积后的甲板面积；

环境载荷包括船体运动产生的惯性力、风载和冰雪载荷，FPSO的运动参数采用水池的模型试验和水动力软件进行数值预报，船体的运动主要考虑船体的横摇、纵摇和垂荡；

变形，对船舶变形由如下公式进行估算：

，

式中，为横剖面1和2处的变形，M为垂向弯矩，Z为剖面模数，l₁为剖面1和2之间的距离；E为偶发载荷，包括爆炸载荷、考虑破舱后船体倾斜、10000年环境载荷；

模块工况分析中的工况包括基本工况和组合工况，基本工况如上所述模块载荷情况，组合工况按DNV规范进行组合，组合方法为：

（1）首先在EXCEL表格中将要组合的工况复制到基本工况的后一列，假设要组合的工况的列数为AF；

（2）在上述要组合的工况的后一列AG输入公式=AFa& = LoadCombination();，其中a为组合工况的第一行所在的行数；

（3）将步骤（2）的公式复制到要组合的工况的后一列AG的每一行中；