JP2002173079A - Method for estimating capacity of propulsion actuator for ocean platform - Google Patents

Method for estimating capacity of propulsion actuator for ocean platform

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JP2002173079A
JP2002173079A JP2000373950A JP2000373950A JP2002173079A JP 2002173079 A JP2002173079 A JP 2002173079A JP 2000373950 A JP2000373950 A JP 2000373950A JP 2000373950 A JP2000373950 A JP 2000373950A JP 2002173079 A JP2002173079 A JP 2002173079A
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Japan
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thruster
capacity
actuator
platform
actuators
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Ikuo Yamamoto
郁夫 山本
Masami Matsuura
正己 松浦
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Japan Oil Gas and Metals National Corp
Original Assignee
Japan National Oil Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for estimating capacity of a propulsion actuator for an ocean platform allowing estimating required capacity of plural propulsion actuators without experiment. SOLUTION: This method for estimating required capacity of the plural propulsion actuators 11 mounted on the ocean platform 10 consists of a step to set previously a static external force acting on the platform 10 and a thrust of the actuators 11, a step to perform a static equilibrium calculation between the static external force and the thrust of the actuators 11, and a step to evaluate the static equilibrium calculation results by an evaluation function for setting required capacity for each thruster 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、洋上プラットフォ
ームに設けられた複数の推進用アクチュエータの所要容
量および配設位置を推定する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for estimating a required capacity and an arrangement position of a plurality of propulsion actuators provided on an offshore platform.

【0002】[0002]

【従来の技術】海洋における油田開発は、新たな石油資
源を求めて従来の大陸棚から大陸棚斜面へと、次第に水
深の深い海域へ向かうとともに、発見される油田規模は
年々小規模化の傾向にある。また、今後は、このような
大水深化とともに、自然環境条件のより厳しい海域へ展
開してゆくことが予想される。このような状況の中で、
洋上プラットフォームを用いる浮遊式生産システムは、
小規模海洋油田に適したシステムとしてその実績を増し
ている。
2. Description of the Related Art The development of oil fields in the marine environment is in the search for new petroleum resources, from the conventional continental shelf to the continental slope, gradually to deeper waters, and the size of the discovered oil fields is decreasing year by year. It is in. In the future, along with the deepening of the water, it is expected that the water will expand to the marine areas where the natural environmental conditions are more severe. In such a situation,
Floating production systems using offshore platforms
The system is increasing as a system suitable for small-scale marine oil fields.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】小規模海洋油田が中水
深、大水深へと進むにつれて、従来の係留方式のみによ
るプラットフォームの位置保持は、技術的、経済的な面
から困難になっている。そこで、スラスタを用いたDP
S(Dynamic Positioning System)による位置保持制御
が不可欠になる。上記プラットフォームには、推進用ア
クチュエータとして複数のスラスタが設けられるが、従
来、このスラスタの所要容量および配設位置を適正に評
価設定する手段が存在しなかったため、それらを実験に
よって決定せざるを得ないという問題があった。
As small-scale marine oil fields have advanced to medium and deep water depths, it has become difficult from a technical and economic point of view to maintain the position of the platform only by the conventional mooring method. Therefore, DP using thruster
Position holding control by S (Dynamic Positioning System) becomes indispensable. The above-mentioned platform is provided with a plurality of thrusters as propulsion actuators.However, conventionally, there has been no means for appropriately evaluating and setting the required capacity and arrangement position of the thrusters. There was no problem.

【0004】本発明の課題は、この様な状況に鑑み、複
数の推進用アクチュエータの所要容量を実験によらず推
定することが可能な洋上プラットフォームの推進用アク
チュエータの容量推定方法を提供することにある。ま
た、本発明の別の課題は、上記アクチュエータの所要容
量でけでなく、該アクチュエータ配設位置をも推定する
ことが可能な洋上プラットフォームの推進用アクチュエ
ータ容量推定方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for estimating the capacity of a propulsion actuator on an offshore platform which can estimate the required capacities of a plurality of propulsion actuators in view of such a situation without experimentation. is there. Another object of the present invention is to provide a method for estimating the capacity of a propulsion actuator for an offshore platform, which can estimate not only the required capacity of the actuator but also the position of the actuator.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、洋上プラット
フォームに設けられた複数の推進用アクチュエータの所
要容量を推定する方法であって、前記プラットフォーム
に作用する静的外力と前記各アクチュエータの推力とを
予め設定するステップと、前記静的外力と前記各アクチ
ュエータの推力との間での静的平衡計算を実行するステ
ップと、前記静的平衡計算の結果を評価関数によって評
価して、前記各スラスタの所要容量を設定するステップ
とを含んでいる。本発明の実施例では、前記アクチュエ
ータとして、首振り機能を備えたスラスタを用いてい
る。本発明の実施例では、前記静的平衡計算が、前記プ
ラットフォームの前後方向に作用する静的外力と前記各
アクチュエータの前記前後方向分力の和との間の平衡計
算と、前記プラットフォームの左右方向に作用する静的
外力と前記各アクチュエータの前記左右方向分力の和と
の間の平衡計算と、前記静的外力に基づいて発生する前
記プラットフォームのトータルモーメントと前記各アク
チュエータの推力に基づいて発生するモーメントの和と
の間の平衡計算とを含んでいる。本発明の実施例では、
前記各アクチュエータの容量に対する制約条件を設定す
るステップを付加し、前記評価関数に前記容量の制約条
件に関するペナルティ関数を含ませ流用にしている。更
に、本発明の実施例では、前記各アクチュエータの取付
領域を指定するステップと、前記各アクチュエータの取
付領域に対する制約条件を設定するステップとを付加
し、前記評価関数に前記取付領域に関するペナルティ関
数を含ませるようにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for estimating a required capacity of a plurality of propulsion actuators provided on an offshore platform, the method comprising: a static external force acting on the platform; a thrust of each actuator; Pre-setting, performing a static balance calculation between the static external force and the thrust of each of the actuators, and evaluating a result of the static balance calculation with an evaluation function, thereby obtaining each of the thrusters. Setting the required capacity of the vehicle. In the embodiment of the present invention, a thruster having a swing function is used as the actuator. In an embodiment of the present invention, the static balance calculation includes calculating a balance between a static external force acting in the front-rear direction of the platform and a sum of the component forces in the front-rear direction of the actuators, And the total moment of the platform generated based on the static external force and the thrust of each actuator. And a balance calculation between the sum of In an embodiment of the present invention,
A step of setting a constraint condition for the capacity of each actuator is added, and a penalty function relating to the constraint condition of the capacity is included in the evaluation function, and the evaluation function is diverted. Further, in the embodiment of the present invention, a step of designating a mounting area of each actuator and a step of setting a constraint condition for the mounting area of each actuator are added, and a penalty function related to the mounting area is added to the evaluation function. I try to include it.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】浮遊式石油生産システムの構成要
素である洋上プラットフォームには、図1に示すモノコ
ラム船型プラットフォーム10−1や、図2に示すセミ
サブリグ船型(以下、セミサグ船型と略称する)プラッ
トフォーム10−2等がある。モノコラム船型プラット
フォーム10−1には、推進用アクチュエータとして、
例えば4基のスラスタ11が同一円周上に等角度間隔で
設けられ、また、セミサブ船形プラットフォーム10−
2には、例えば3基もしくは4基のスラスタ11が設け
られる。なお、図1におけるxyz座標系(z軸は、紙
面に垂直な方向)は、プラットフォーム10に設定され
た物体固定座標系であり、XYZ座標系は、空間に設定
された空間固定座標系である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An offshore platform which is a component of a floating oil production system includes a monocolumn hull platform 10-1 shown in FIG. Platform 10-2 and the like. The monocolumn hull platform 10-1 has
For example, four thrusters 11 are provided at equal angular intervals on the same circumference, and a semi-sub boat platform 10-
2 is provided with, for example, three or four thrusters 11. Note that the xyz coordinate system (the z axis is a direction perpendicular to the paper surface) in FIG. 1 is an object fixed coordinate system set on the platform 10, and the XYZ coordinate system is a space fixed coordinate system set in space. .

【0007】図3に示すように、スラスタ11は、プロ
ペラ回転用モータ111と、首振り用モータ112とを
有する。プロペラ回転用モータ111の回転力は、首振
り用モータ112を貫通する回転軸113および歯車1
14,115を介してプロペラ116に伝達され、ま
た、首振り用モータ112の回転力は、回転軸117を
介して首部118に伝達される。
As shown in FIG. 3, the thruster 11 has a propeller rotating motor 111 and a swinging motor 112. The rotation force of the propeller rotation motor 111 is determined by the rotation shaft 113 and the gear 1 that penetrate the swing motor 112.
The rotational force of the swinging motor 112 is transmitted to the neck 118 via the rotating shaft 117.

【0008】図4は、上記プラットフォーム10の静解
析プログラムであるDP−TOP(Dynamic Positionin
g system Thruster force Optima1 distribution
Program)の内容を例示している。 (1)概要 このDP−TOPは、風、波、潮流等の影響で上記プラ
ットフォーム10に作用する静的外力と、スラスタ11
による推力との静的平衡計算を行い、その計算結果に基
づいてスラスタ11の所要最小容量および取付位置を求
めるアルゴリズムである。このアルゴリズムは、DPS
付プラットフォームの初期の計画、検討段階における必
要スラスタ容量およびスラスタ取付位置等の検討に活用
することができる。
FIG. 4 shows a static analysis program DP-TOP (Dynamic Positionin) of the platform 10.
g system Thruster force Optima1 distribution
Program). (1) Outline This DP-TOP is composed of a static external force acting on the platform 10 under the influence of wind, waves, tidal current, etc., and a thruster 11
This is an algorithm for performing a static balance calculation with the thrust according to the formula (1) and obtaining the required minimum capacity and mounting position of the thruster 11 based on the calculation result. This algorithm is called DPS
It can be used for the initial planning of the attached platform and for the examination of the necessary thruster capacity and thruster mounting position at the examination stage.

【0009】(2)機能と構成 本アルゴリズムはパソコンで作成し、入出力にGUI
(グラフィカルユーザインターフェース)を採用して、
幅広いユーザーの利用が可能となるようにしている。G
UIによる入出力部と適宜な言語で作成された計算部か
らDP−TOP全体のプログラムが構成されている。本
アルゴリズムの数理ロジックの基本は、スラスタ11の
推力配分問題を複数の制約条件下で性能・コストなどの
評価問題を最小化する数理計画問題として定式化して解
くことにある。以下、このアルゴリズムについて説明す
る。
(2) Function and configuration This algorithm is created on a personal computer, and a GUI is used for input and output.
(Graphical user interface)
A wide range of users can be used. G
The entire DP-TOP program is composed of an input / output unit using a UI and a calculation unit created in an appropriate language. The basis of the mathematical logic of the present algorithm is to formulate and solve the thrust distribution problem of the thruster 11 as a mathematical programming problem that minimizes evaluation problems such as performance and cost under a plurality of constraint conditions. Hereinafter, this algorithm will be described.

【0010】(ステップ1)例えば、プラットフォーム
が図2に示すセミサブ型プラットフォーム10−2の場
合、個々のスラスタ11の取付領域(斜線参照)の座標
を不等式条件として入力する。この不等式条件は以下の
通りである。 xmini≦xi≦xmaxi (1) ymini≦yi≦ymaxi (2) ここで、i: スラスタの番号であり、i=1,2,〜
N xmin,ymin: 最小値 xmax,ymax: 最大値
(Step 1) For example, when the platform is the semi-sub type platform 10-2 shown in FIG. 2, the coordinates of the mounting area (see the diagonal lines) of the individual thrusters 11 are input as inequality conditions. This inequality condition is as follows. x mini ≤x i ≤x maxi (1) y mini ≤y i ≤y maxi (2) where i is the number of the thruster, and i = 1, 2,.
N x min , y min : minimum value x max , y max : maximum value

【0011】(ステップ2)初期化設定を行なう。すな
わち、スラスタ11の初期取付位置、スラスタ11の初
期状態の推力値、推力方向を設定する。なお、初期推力
値は、物体固定座標系におけるx,y方向の分力値とし
て与えられる。
(Step 2) Initialization setting is performed. That is, the initial mounting position of the thruster 11, the thrust value in the initial state of the thruster 11, and the thrust direction are set. The initial thrust value is given as a component force value in the x and y directions in the object fixed coordinate system.

【0012】(ステップ3)力学的制約条件を入力す
る。すなわち、下式(3),(4)の力のつりあい条件
1,H2を力の制約条件として、また、下式(5)に示
すz軸回りのモーメントのつりあい条件H3(Hi=0,
i=1〜3)をモーメントの制約条件としてそれぞれ入
力する。 H1=Fxc−ΣFix (3) H2=Fyc−ΣFiy (4) H3=Nzc−Σ(xiiy+yiix) (5) Σの範囲はi=1〜N ここで、Fxc,Fyc: x,y方向のトータル力 Fix,Fiy: i番目のスラスタのx,y方向分力 Nzc: z軸回りのトータルモーメント xi,yi: i番目のスラスタの取付位置座標
(Step 3) A dynamic constraint condition is input. That is, the force balance conditions H 1 and H 2 in the following equations (3) and (4) are used as force constraints, and the moment balance about the z-axis H 3 (H i ) shown in the following equation (5) is used. = 0,
i = 1 to 3) are input as the moment constraints. H 1 = F xc -ΣF ix ( 3) H 2 = F yc -ΣF iy (4) H 3 = N zc -Σ (x i F iy + y i F ix) (5) Range of Σ is i =. 1 to N Here, F xc , F yc : Total force in the x, y directions F ix , F iy : Component force of the i th thruster in the x, y directions N zc : Total moment about the z axis x i , y i : i Mounting position coordinates of the th thruster

【0013】(ステップ4)下式(6),(7)に従っ
たスラスタ11の容量制約条件Gi(≧0,i=1〜6
N)と、下式(8)〜(11)に従ったスラスタ11の
取付位置制約条件G i(≧0,i=2N+1〜6N)と
を入力する。 Gi=(Fmax)2−(Fix)2−(Fiy)2 (6) (i=1〜N) Gi=(Fmax)2−(Fix)2−(Fiy)2 (7) (i=N+1〜2N) Gi=xmaxi−xi (8) (i=2N+1〜3N) Gi=xi−xmini (9) (i=3N+1〜4N) Gi=ymaxi−yi (10) (i=4N+1〜5N) Gi=yi−xmini (11) (i=5N+1〜6N)
(Step 4) According to the following equations (6) and (7)
Constraint condition G of the thruster 11i(≧ 0, i = 1 to 6
N) and the thruster 11 according to the following equations (8) to (11).
Mounting position constraint condition G i(≧ 0, i = 2N + 1-6N) and
Enter Gi= (Fmax)Two− (Fix)Two− (Fiy)Two (6) (i = 1 to N) Gi= (Fmax)Two− (Fix)Two− (Fiy)Two (7) (i = N + 1 to 2N) Gi= Xmaxi-Xi (8) (i = 2N + 1-3N) Gi= Xi-Xmini (9) (i = 3N + 1-4N) Gi= Ymaxi-Yi (10) (i = 4N + 1-5N) Gi= Yi-Xmini(11) (i = 5N + 1-6N)

【0014】(ステップ5)下記の評価関数を入力す
る。この評価関数としては、推力二乗和を選び、これに
よって最小化を行なう。 f(x)=Σ(Fix)2−Σ(Fiy)2 (13) Σの範囲はi=1〜N
(Step 5) The following evaluation function is input. The thrust sum of squares is selected as the evaluation function, and the sum is minimized. f (x) = Σ (F ix) 2 -Σ (F iy) 2 (13) range of sigma are i = 1 to N

【0015】(ステップ6)ステップ5で設定された評
価関数を下記の総合評価関数に変換する。この総合評価
関数は、ステップ2で入力される力学的制約条件(等式
条件)と、ステップ3で入力されるスラスタの制約条件
(不等式条件)のペナルティ関数より構成される。 F(x,r,t)=f(x)+ψ(r,Hi(x))+φ(t,Gj(x)) (14) ここで、ψ: 等式条件のペナルティ関数(=rΣ
{(Hi(x)}2) Σの範囲はi=1〜N φ: 不等式条件のペナルティ関数(=tΣ1/G
j(x)) Σの範囲はi=1〜N r,t: パラメータ
(Step 6) The evaluation function set in step 5 is converted into the following total evaluation function. This comprehensive evaluation function is composed of a penalty function of a mechanical constraint condition (equality condition) input in step 2 and a thruster constraint condition (inequality condition) input in step 3. F (x, r, t) = f (x) + ψ (r, H i (x)) + φ (t, G j (x)) (14) where, [psi: equality condition penalty function (= rΣ
The range of {(H i (x)} 2 )} is i = 1 to N φ: penalty function of inequality condition (= t = 1 / G
j (x)) is in the range of i = 1 to Nr, t: parameter

【0016】(ステップ7)総合評価関数の最小値を準
ニュートン法により演算して、スラスタ11の最適配分
推力、つまり、該スラスタ11の所要最少容量を得ると
ともに、スラスタ11の最適取付位置を得る。以上のよ
うにして決定されるスラスタ11の所要最少容量および
最適取付位置は、プラットフォーム10の初期の計画、
検討段階における設計データとして活用される。
(Step 7) The minimum value of the comprehensive evaluation function is calculated by the quasi-Newton method to obtain the optimum distribution thrust of the thruster 11, that is, the required minimum capacity of the thruster 11, and the optimum mounting position of the thruster 11. . The minimum required capacity and the optimal mounting position of the thruster 11 determined as described above are determined based on the initial plan of the platform 10,
It is used as design data at the examination stage.

【0017】(3)解析対象 ○船型 ・モノコラム ・セミサブ ・その他 ○外力条件 ・定常外力 波、風、潮流 ○スラスタ ・首振り型 ○解析の種類 ・必要スラスタ容量の解析 ・最適スラスタ取付位置の解析(3) Object of analysis ○ Hull form ・ Mono column ・ Semi-sub ・ Other ○ External force condition ・ Steady external force Wave, wind, tidal current ○ Thruster ・ Swing type ○ Type of analysis ・ Analysis of required thruster capacity ・ Optimal thruster mounting position analysis

【0018】(4)入出力項目 (a)インプットデータ ○船型データ ・排水量 ・代表長さ ・代表風圧面積 ○外力条件 ・不規則波(波方向、平均波周期、有義波高) ・風(風方向、風速) ・潮流(潮流方向、潮流速) ○外力係数 ・波漂流力係数 ・風荷重係数 ・潮流力係数 内蔵データ:モノコラム船型、セミサブ船型 ○スラスタ要目 ・スラスタ取付位置座標(あるいは取付位置範囲) ・最大スラスタ容量 (b)アウトプットデータ ○必要スラスタ容量 ○スラスタ首張角 ○評価関数 ○最適取付位置座標(4) Input / output items (a) Input data ○ Hull form data ・ Drainage volume ・ Representative length ・ Representative wind pressure area ○ External force conditions ・ Irregular waves (wave direction, average wave period, significant wave height) ・ Wind (wind) Direction, wind speed) ・ Tidal current (tidal current direction, tidal current velocity) ○ External force coefficient ・ Wave drifting force coefficient ・ Wind load coefficient ・ Tidal force coefficient Built-in data: Mono-column type, semi-sub type ○ Thruster required ・ Thruster mounting position coordinates (or mounting) (Position range) ・ Maximum thruster capacity (b) Output data ○ Required thruster capacity ○ Thruster neck angle ○ Evaluation function ○ Optimal mounting position coordinates

【0019】(5)計算結果例 図5は、図1に示すモノコラム型プラットフォーム10
−1に最大容量80tonのスラスタ11を4基搭載し
た場合の上記アルゴリズムによる解析計算結果の一例を
GUI画面に表示したものである。
(5) Example of Calculation Result FIG. 5 shows the mono-column type platform 10 shown in FIG.
This is an example of the result of analysis calculation by the above algorithm when four thrusters 11 each having a maximum capacity of 80 tons are mounted on a GUI screen.

【0020】図6は、図2に示すセミサブ型プラットフ
ォーム10−2に上記アルゴリズムを適用した場合の外
力方位βの変化と各スラスタ11の最適取付位置との関
係を、また図7は、外力方位βの変化と各スラスタ11
の推力の変化との関係を、更に図8は、外力方位βの変
化と各スラスタ11によるトータル力およびトータルモ
ーメントとの関係をそれぞれ例示している。
FIG. 6 shows the relationship between the change in the external force direction β and the optimum mounting position of each thruster 11 when the above algorithm is applied to the semi-sub platform 10-2 shown in FIG. 2, and FIG. 7 shows the external force direction. Change of β and each thruster 11
FIG. 8 illustrates the relationship between the change in the external force direction β and the total force and total moment by each thruster 11, respectively.

【0021】なお、この例では、外力方位βを0〜90
°変化させている。そして、プラットフォーム10−2
に設定したx,y座標の原点を該プラットフォーム10
−2の重心位置(中央位置)とし、この座標において、
No.1スラスタ11の初期取付位置を(0m,30m)、
No.2スラスタ11の同位置を(−30m,−30
m)、No.3スラスタ11の同位置を(30m,−30
m)にそれぞれ設定している。
In this example, the external force direction β is 0 to 90
° has been changed. And platform 10-2
The origin of the x, y coordinates set in
-2 center of gravity position (center position)
The initial mounting position of No.1 thruster 11 is (0m, 30m)
The same position of No. 2 thruster 11 is set to (−30 m, −30 m
m), the same position of the No. 3 thruster 11 is (30 m, -30
m).

【0022】また、No.1スラスタ11の取付領域(図2
の斜線領域)をその初期取付位置を基準とする(±15
m、±5m)の範囲に、No.2スラスタ11の取付領域範
囲をその初期取付位置を基準とする(±5m、±5m)
の範囲に、No.3スラスタ11の取付領域をその初期取付
位置を基準とする(±5m、±5m)の範囲にそれぞれ
設定している。
The mounting area of the No. 1 thruster 11 (FIG. 2)
Hatched area) with respect to its initial mounting position (± 15
m, ± 5 m) with the initial mounting position as a reference (± 5 m, ± 5 m).
The mounting area of the No. 3 thruster 11 is set in the range of (± 5 m, ± 5 m) based on the initial mounting position.

【0023】図6〜図8に示すシミュレーション結果か
ら明らかなように、外力方位βの変化に伴ってx,y方
向のトータル力およびトータルモーメントが変動する
と、各スラスタ11においてx,y方向の力バランス確
保しながら、モーメント変動を補正する方向に該各スラ
スタ11の取付位置が定められる。
As is apparent from the simulation results shown in FIGS. 6 to 8, when the total force and total moment in the x and y directions fluctuate with the change in the external force direction β, the force in each of the thrusters 11 in the x and y directions changes. The mounting position of each thruster 11 is determined in the direction in which the moment fluctuation is corrected while ensuring the balance.

【0024】なお、図示するように、各スラスタ11の
推力の差は小さい。また、外力方位βが90°の場合、
No.2,No.3スラスタ11の位置が対称になっていない
が、これは、わずかなスラスタ推力の誤差が原因で最適
取付位置が対称位置からずれたものと考えられる。
As shown, the difference in thrust between the thrusters 11 is small. When the external force direction β is 90 °,
Although the positions of the No. 2 and No. 3 thrusters 11 are not symmetrical, it is considered that the optimum mounting position is shifted from the symmetrical position due to a slight thrust thrust error.

【0025】このように、上記アルゴリズムは、スラス
タ11の取付位置を最適化することができるので、特
に、スラスタ1の取付位置に制限があって非対称位置に
スラスタ11を取り付けざるを得ない場合や、卓越した
外力方向がある場合等におけるスラスタ取付位置の最適
化手段として有効である。
As described above, the above-mentioned algorithm can optimize the mounting position of the thruster 11, so that the mounting position of the thruster 1 is limited and the thruster 11 must be mounted at an asymmetric position. This is effective as a means for optimizing the thruster mounting position when there is an excellent external force direction.

【0026】前記ステップ1〜7として示したアルゴリ
ズムは、スラスタ11の容量および取付位置をシミュレ
ーション解析するものであるが、該取付位置の解析が不
要な場合には、ステップ1を削除してスラスタ11の位
置を固定設定するとともに、ステップ4における式
(8)〜(11)、つまり、スラスタ11の取付位置制
約条件を削除すれば良い。
The algorithm shown in steps 1 to 7 is for analyzing the capacity and the mounting position of the thruster 11 by simulation. If the analysis of the mounting position is unnecessary, step 1 is deleted and the thruster 11 is deleted. Is fixed, and the equations (8) to (11) in step 4, that is, the mounting position constraint condition of the thruster 11 may be deleted.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、複数の推進用アクチュ
エータの所要容量を実験によらず推定することが可能で
ある。したがって、プラットフォームの初期の計画、検
討段階における必要スラスタ容量の推定に有効に活用し
て、該プラットフォームの設計の容易化を図ることがで
きる。また、本発明によれば、上記所要容量に加えて各
アクチュエータの最適取付位置を推定することができ
る。したがって、特に、スラスタ1の取付位置に制限が
あって非対称位置にスラスタ11を取り付けざるを得な
い場合や、卓越した外力方向がある場合等におけるスラ
スタ取付位置の最適化手段として有効に活用することが
できる。
According to the present invention, the required capacities of a plurality of propulsion actuators can be estimated without experiments. Therefore, the design of the platform can be facilitated by effectively utilizing it for estimating the required thruster capacity in the initial planning and study stages of the platform. Further, according to the present invention, it is possible to estimate the optimum mounting position of each actuator in addition to the required capacity. Therefore, the thruster 1 is effectively used as a means for optimizing the thruster mounting position especially when the thruster 1 is limited in the mounting position and the thruster 11 has to be mounted at an asymmetric position or when there is an excellent external force direction. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】モノコラム型プラットフォームの平面図。FIG. 1 is a plan view of a monocolumn platform.

【図2】セミサブ型プラットフォームの平面図。FIG. 2 is a plan view of a semi-sub type platform.

【図3】スラスタの構造を示す縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a structure of a thruster.

【図4】スラスタの所要容量および取付位置を推定する
アルゴリズムを例示したフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an algorithm for estimating a required capacity and a mounting position of a thruster.

【図5】スラスタの所要容量および取付位置の表示画面
を例示した図。
FIG. 5 is a diagram exemplifying a display screen of a required capacity and a mounting position of a thruster.

【図6】外力方位の変化と各スラスタの最適取付位置と
の関係を例示したグラフ。
FIG. 6 is a graph exemplifying a relationship between a change in an external force direction and an optimum mounting position of each thruster.

【図7】外力方位の変化と各スラスタの推力の変化との
関係を例示したグラフ。
FIG. 7 is a graph illustrating a relationship between a change in an external force direction and a change in thrust of each thruster.

【図8】外力方位の変化と各スラスタによるトータル力
およびトータルモーメントとの関係を例示したグラフ。
FIG. 8 is a graph exemplifying a relationship between a change in an external force direction and a total force and a total moment by each thruster.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10−1,10−2 洋上プラットフォーム 11 スラスタ 10-1, 10-2 Offshore Platform 11 Thruster

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 洋上プラットフォームに設けられた複数
の推進用アクチュエータの所要容量を推定する方法であ
って、 前記プラットフォームに作用する静的外力と前記各アク
チュエータの推力とを予め設定するステップと、 前記静的外力と前記各アクチュエータの推力との間での
静的平衡計算を実行するステップと、 前記静的平衡計算の結果を評価関数によって評価して、
前記各スラスタの所要容量を設定するステップと、 を含むことを特徴とする洋上プラットフォームにおける
推進用アクチュエータの容量推定方法。
1. A method for estimating a required capacity of a plurality of propulsion actuators provided on an offshore platform, comprising: presetting a static external force acting on the platform and a thrust of each of the actuators; Performing a static balance calculation between a static external force and the thrust of each actuator; and evaluating a result of the static balance calculation by an evaluation function,
Setting a required capacity of each of the thrusters. A method for estimating the capacity of a propulsion actuator on an offshore platform.
【請求項2】 前記アクチュエータが、首振り機能を備
えたスラスタである請求項1に記載の洋上プラットフォ
ームにおける推進用アクチュエータの容量推定方法。
2. The method according to claim 1, wherein the actuator is a thruster having a swing function.
【請求項3】 前記静的平衡計算が、 前記プラットフォームの前後方向に作用する静的外力と
前記各アクチュエータの前記前後方向分力の和との間の
平衡計算と、 前記プラットフォームの左右方向に作用する静的外力と
前記各アクチュエータの前記左右方向分力の和との間の
平衡計算と、 前記静的外力に基づいて発生する前記プラットフォーム
のトータルモーメントと前記各アクチュエータの推力に
基づいて発生するモーメントの和との間の平衡計算とを
含む請求項1または2に記載の洋上プラットフォームに
おける流推進用アクチュエータの容量推定方法。
3. The static balance calculation comprises: calculating a balance between a static external force acting in the front-rear direction of the platform and the sum of the component forces of the actuators in the front-rear direction; And the total moment of the platform generated based on the static external force and the moment generated based on the thrust of each actuator. 3. The method for estimating the capacity of a flow propulsion actuator in an offshore platform according to claim 1, comprising calculating an equilibrium with the sum of
【請求項4】 前記各アクチュエータの容量に対する制
約条件を設定するステップを付加し、前記評価関数に前
記容量の制約条件に関するペナルティ関数を含ませたこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の洋上プ
ラットフォームにおける推進用アクチュエータの容量推
定方法。
4. The method according to claim 1, further comprising the step of setting a constraint condition for the capacity of each actuator, wherein the evaluation function includes a penalty function relating to the constraint condition of the capacity. 3. A method for estimating the capacity of a propulsion actuator on an offshore platform according to item 1.
【請求項5】 前記各アクチュエータの取付領域を指定
するステップと、前記各アクチュエータの取付領域に対
する制約条件を設定するステップとを付加し、前記評価
関数に前記取付領域に関するペナルティ関数を含ませた
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の
洋上プラットフォームにおける推進用アクチュエータの
容量推定方法。
5. The method according to claim 1, further comprising a step of designating a mounting area of each of said actuators and a step of setting constraints on the mounting area of each of said actuators, wherein said evaluation function includes a penalty function relating to said mounting area. The method for estimating the capacity of a propulsion actuator in an offshore platform according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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