Авторы: А.С. Большев, С.А. Фролов, Е.В. Шонина
В статье рассматриваются вопросы проектирования и настройки якорных систем удержания плавучих морских сооружений. Обсуждаются способы совершенствования и оптимизации систем удержания, представленные в публикациях российских и зарубежных авторов. Выявляются параметры, влияющие на безопасность функционирования плавучих морских сооружений, обсуждаются параметры, которые целесообразно принять в качестве критериальных. Рассматриваются ограничения, накладываемые на некритериальные параметры. Формулируется критерий оптимизации систем удержания морских плавучих сооружений в экстремальных режимах функционирования. Предлагается способ оптимизации систем удержания в соответствии с предложенным критерием. Приводится пример реализации предложенной процедуры оптимизации.
Ключевые слова: морские плавучие заякоренные сооружения, системы заякорения, многопараметрическая оптимизация систем заякорения, режим выживания, метод штрафных функций, метод золотого сечения.
УДК 629.5.028/627.231.8
Об авторах:
А.С. Большев - д-р техн. наук, Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, e-mail: Bolshev_as@spbstu.ru
С.А. Фролов - канд. техн. наук, Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, e-mail: Frolov_sa@spbstu ru
Е.В. Шонина - Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, e-mail: katerinashonina@mail ru
Страницы: 50-61
Список литературы
1. Симаков Г.В., Шхинек К.Н., Смелов В.А. и др. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе: — Л.: Судостроение, 1989. — 328 с.
2. Elistratov, V.V. et al. The investigation of conceptual approaches to the creation of marine ice-resistant floating wind power plant. Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference. 2019. Vol. 1. pp. 428 — 434.
3. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ, Российский морской регистр судоходства, СПб, 2018, 479 с.
4. Tertyshnikova A.S., Blagovidova I.L., Kushnir V.M. Parameters of the position system for the deep-water drilling platform. Vestnik SevNTU [Bulletin of SevNTU]. 2010. No. 106. pp. 164 — 167.
5. Xu K., Gao Z., Moan T. Effect of hydrodynamic load modelling on the response of floating wind turbines and its mooring system in small water depths. Journal of Physics: Conference Series. 2018. Vol. 1104. DOI:10.1088/1742-6596/1104/1/012006
6. Kolacio I., Prpić-ORŠIĆ J., Kurilić K. Analiza sidrenja poluuronjive platforme Scarabeo 7, Brodogradnja. 2010, 61 p., pp. 34-41.
7. Naumenko A.A., Blagovidova I.L., Pyanov A.V., Ivanova O.A. Numerical simulation of the positioning process of complex floating objects when performing offshore operations. Transactions of the Krylov state research center. 2019. No. S2. Pp. 239-247. DOI: 10.24937/2542-2324-2019-2-S-I-239-247
8. Ivanova O.A., Kushnir V.M., Blagovidova I.L. Physical models of TLP and SPAR deepwater drilling platforms for experimental researches of the dynamics in the experimental basin. Vestnik SevNTU [Bulletin of SevNTU]. 2014. No. 153. pp. 72 — 79.
9. Iqbal M., Azam M., Naeem M., Khwaja A.S., Anpalagan A. Optimization classification, algorithms and tools for renewable energy: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. No. 39. pp. 640 — 654. DOI: 10.1016/j.rser.2014.07.120.
10. Wu B., Cheng X., Chen Y., Ni X., Zhang K. Design Automation of Mooring Systems for Floating Structures. Practical Design of Ships and Other Floating Structures. 2020. No. 65. pp. 579 — 594. DOI: 10.1007/978-981-15-4680-8_40.
11. Montasir O. A., Yenduri A., Kurian V.J. Mooring System Optimization and Effect of Different Line Design Variables on Motions of Truss Spar Platforms in Intact and Damaged Conditions. China Ocean Engineering. 2019. 33 (4). pp. 385 — 397. DOI: 10.1007/s13344-019-0037-1.
12. Monteiro B.F., de Pina A.A., Baioco J.S., Albrecht C.H., de Lima B.S.L.P., Jacob B.P. Toward a methodology for the optimal design of mooring systems for floating offshore platforms using evolutionary algorithms. Marine Systems and Ocean Technology. 2016. 11 (3-4). pp. 55 — 67. DOI: 10.1007/s40868-016-0017-8
13. De Pina A.C., de Pina A.A., Albrecht C.H., Leite Pires de Lima B.S., Jacob B.P. ANN-based surrogate models for the analysis of mooring lines and risers. Applied Ocean Research. 2013. No. 41. pp. 76 — 86. DOI: 10.1016/j.apor.2013.03.003
14. Carbono A., Menezes, I., Martha, L. F. Mooring Pattern Optimization using Genetic Algorithms. 6th World Congresses of Structural and Multidisciplinary Optimization. Brazil. Rio de Janeiro, 2005.
15. Shafieefar M., Rezvani A. Mooring optimization of floating platforms using a genetic algorithm. Ocean Engineering. 2007. 34 (10). pp. 1413 — 1421. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2006.10.005
16. Mirzaei M., Maimun A., Priyanto A., Fitriadhy A. Mooring Pattern Optimization Using A Genetic Algorithm. Jurnal Teknologi (Sciences and Engineering). 2014, 66, pp. 189 — 193. DOI: 10.11113/jt.v66.2519
17. Jin H.Z., Su X.Y., Yu A.C., Lin F. Design of automatic mooring positioning system based on mooring line switch. Dianji Yu Kongzhi Xuebao [Electric Machines and Control]. 2014. 18 (5), pp. 93 — 98.
18. Xu S.W, Liang, M.X, Wang, X.F, Ding, A.B. A Mooring System Deployment Design Methodology for Vessels at Varying Water Depths. China Ocean Engineering. 2020. Vol. 34, No. 2. pp. 1 — 13. DOI: 10.1007/s13344-020-0018-4
19. Monteiro B.D.F., Albrecht C H. et al. Optimization of mooring systems for floating offshore platforms considering seabed obstacles. Proceedings of the ASME 2017 36th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. Norway. Trondheim, 2017. DOI: 10.1115/OMAE2017-61482
20. Monteiro B.D.F., Baioco J.S., Albrecht C.H., de Lima B.S.L.P., Jacob B.P. Optimization of mooring systems in the context of an integrated design methodology. Marine Structures. 2021. Vol. 75. DOI: 10.1016/j.marstruc.2020.102874
21. Teslyaruk I., Bolshev A. Numerical analysis of behavior offshore anchored structures and improvement of systems of their holding. Proceedings of the Second International Conference on Mathematics and Computers in Sciences and in Industry. Malta. Sliema, 2015. pp. 188 — 190. DOI: 10.1109/MCSI.2015.45
22. Teslyaruk I., Bolshev A. Technique optimization of holding systems of marine floating objects on the basis of numerical modeling of their behavior. International Journal of Mathematics and Computers in Simulation. 2016. Vol. 10. pp. 72 — 76.
23. Васильев Ф. П. Методы оптимизации. — М.: Факториал Пресс, 2002.
24. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров, Москва: Высшая школа, 1994, 273 с.
25. Большев А.С., Фролов С.А., Кутейников М.А. Математическое моделирование поведения морских плавучих объектов в программном комплексе "Anchored Structures" // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства, 2013. № 36. c. 68 — 90.
26. Справочные данные по режиму ветра и волнения Баренцева, Охотского и Каспийского морей. Российский морской регистр судоходства, СПб, 2003, 214 с.
Ссылка для цитирования: А.С. Большев, С.А. Фролов, Е.В. Шонина. Оптимизация систем удержания морских плавучих заякоренных сооружений // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2021. - №62/63. - С. 50-61.
