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Selection of appropriate numerical models for modelling the stresses in mooring chains
Marine Structures ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-01-01 , DOI: 10.1016/j.marstruc.2020.102864
G.M. Gemilang , P.A.S. Reed , A.J. Sobey

Abstract Mooring chains are key components for floating platforms. The failure of these components can be catastrophic in terms of the economic and environmental impacts, especially when dealing with the potential failure of FPSOs. However, mooring failures have been regularly occurring much earlier in their service lives than expected, with almost 50% of the reported failures happening in the first 3 years of 20-year design lives. Although the operating stresses play a major role in determining the failure mechanisms of mooring chains, the methods of predicting the operating stresses in mooring chains vary in the openly available literature, and the accuracy of these different numerical methods for predicting types of mooring failures is unknown. There is currently little evidence provided for when one model is appropriate for a particular scenario. Therefore, this paper benchmarks the different available methods for modelling mooring chains under tension, including FE models found in the literature. These models are calibrated and verified against previous studies and compared with experiments and a developed FE explicit model. There is a significant difference in the way that the numerical models behave, which are discussed in terms of their applicability and limitations in modelling mooring chains. The results of this study show that the explicit modelling approach should be utilised for accurate assessment of mooring lines, as it provides the most realistic response, with a substantial reduction in the computational cost and without any convergence problems.

中文翻译:

选择合适的数值模型来模拟系泊链中的应力

摘要 系泊链是浮动平台的关键部件。这些部件的故障在经济和环境影响方面可能是灾难性的,尤其是在处理 FPSO 的潜在故障时。然而,系泊故障在其使用寿命中经常比预期更早发生,几乎 50% 的报告故障发生在 20 年设计寿命的前 3 年。尽管操作应力在确定系泊链的失效机制方面起着重要作用,但在公开可用的文献中预测系泊链中的操作应力的方法各不相同,并且这些不同的数值方法预测系泊失效类型的准确性是未知的. 目前几乎没有证据表明一种模型何时适用于特定场景。因此,本文对在张力下建模系泊链的不同可用方法进行了基准测试,包括文献中的有限元模型。这些模型根据以前的研究进行校准和验证,并与实验和开发的有限元显式模型进行比较。数值模型的行为方式存在显着差异,讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。本文对在张力下建模系泊链的不同可用方法进行了基准测试,包括文献中的有限元模型。这些模型根据以前的研究进行校准和验证,并与实验和开发的有限元显式模型进行比较。数值模型的行为方式存在显着差异,讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。本文对在张力下建模系泊链的不同可用方法进行了基准测试,包括文献中的有限元模型。这些模型根据以前的研究进行校准和验证,并与实验和开发的有限元显式模型进行比较。数值模型的行为方式存在显着差异,讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。这些模型根据以前的研究进行校准和验证,并与实验和开发的有限元显式模型进行比较。数值模型的行为方式存在显着差异,讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。这些模型根据以前的研究进行校准和验证,并与实验和开发的有限元显式模型进行比较。数值模型的行为方式存在显着差异,讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。讨论了它们在建模系泊链中的适用性和局限性。这项研究的结果表明,显式建模方法应该用于精确评估系泊缆绳,因为它提供了最真实的响应,大大降低了计算成本并且没有任何收敛问题。
更新日期:2021-01-01
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