Araştırma / Numerical methods

Deniz tabanından kaldırılan bir riser

Kaynak Alfredo Gay Neto, Clóvis A. Martins, Paulo M. Pimenta,“Static analysis of offshore risers with a geometrically-exact 3D beam model subjected to unilateral contact”, Computational Mechanics (2013), doi:10.1007/s00466-013-0897-9.

Yazarların koduyla karşılaştırma
8 / 8 kontrol geçti· kontrollere bakın
Makale şekilleriyle karşılaştırma
Not compared: the full text was not accessible to us

Araştırma amaçlıdır, tasarım aracı değildir. Buradaki sonuçlar mühendislik onayı değildir.

Deniz tabanında yatan 835 m’lik bir hat serbest ucundan çekilir ve 186 m kaldırılır. Hattın zeminden nerede ayrıldığını ve eğilmenin orada nasıl en büyük değerine ulaştığını izleyin.

Model

Geometrik olarak kesin bir çubuk: her kesit serbestçe yer değiştirir ve döner; enerji, kesitin kendi eksen takımında ölçülen uzama, kayma, eğilme ve burulmaya bağlıdır. İki Gauss noktalı üç düğümlü elemanlar. Deniz tabanı, her düğümü bir ceza yayıyla geri iten ve Coulomb sürtünmesi olan rijit bir düzlemdir.

Referans kodun kendi girdi dosyalarını okuyup aynı üç statik adımı çözüyoruz: temaslı öz ağırlık, 1 MN yatay çekme ve serbest ucun 186 m kaldırılması. Çözücü, bu sayfa için WASM’a derlenmiş yeni bir Rust crate’idir. Teğet, eleman enerjisinin ikinci türevinden gelir; bu yüzden Newton karesel yakınsar.

· ·

3. adımın sonunda 134 elemanın eğilme momentini ve kesme kuvvetini, referans kodun eğitim kılavuzunda saklanan değerlerle karşılaştırıyoruz. Temas noktası ve asılı biçim ayrıca elastik zincir eğrisiyle karşılaştırılır. 1 m’lik bir konsol (eğitim 1) kirişi tek başına doğrular.

·

Doğrulama ve kaynaklar

Tam metne erişimimiz olmadığı için makalenin şekillerini karşılaştırmadık. Referanslar; yazarın kodu GIRAFFE ile yayımlanan sonuçlar, konsol için bağımsız bir kesin çözüm ve riser için analitik zincir eğrisidir. Fark, karşılaştırılan her şey üzerindeki en büyük farktır: konsolun şekle karşı on artımı, riserin moment ve kesmede 134 elemanı ve hattın tüm asılı kısmı.

BüyüklükReferansStabileoEn büyük farkTolerans
Konsol: sondaki uç X, Z (m)GIRAFFE, kılavuzundaki Şekil 1-60,8413, 0,40560,8414, 0,4056✓ 0,0003130,001
Konsol, 5 eleman: uç X, Z (m)Çubuğun kesin çözümü, bağımsız0,8416, 0,40550,8414, 0,4056✓ 0,0001650,001
Konsol, 40 eleman: uç X, Z (m)Çubuğun kesin çözümü, bağımsız0,8416, 0,40550,8416, 0,4055✓ 0,00000004550,000001
Riser: en büyük eğilme momenti (N·m)GIRAFFE, eğitim 16 sonuçları−294,3244−294,3244✓ 0,01490,1
Riser: en büyük kesme kuvveti (N)GIRAFFE, eğitim 16 sonuçları−91,9969−91,9962✓ 0,01260,1
Riser: temas noktası (hat boyunca m)GIRAFFE, eğitim 16 sonuçları216,7279216,7279✓ 0,00001120,05
Riser: temas noktası (hat boyunca m)Analitik elastik zincir eğrisi216,4460217,1910✓ 0,7453,14
Riser: asılı biçim (m)Analitik elastik zincir eğrisitüm hattüm hat✓ 0,0002281,05

Yalnızca statik: akıntı yok, dalga ya da sürüklenme yükü yok, hatlar arası temas yok. Referans kodla uyum sayısaldır; bir deney ya da tasarım doğrulaması değildir.

Referans kod (BSD-3-Clause) · Girdi dosyaları

Alıntıla

Stabileo Research, “Deniz tabanından kaldırılan bir riser”, yeniden üretim: Alfredo Gay Neto, Clóvis A. Martins, Paulo M. Pimenta (2013), doi:10.1007/s00466-013-0897-9. Uygulama: research/mechanics/gay-neto-2014 commit: cb671ed319d1. Çözücü: aynı commit içindeki Stabileo.