Hull/Mooring/Riser Coupled Dynamic Analysis of a Turret - Moored FPSO Compared with OTRC Experiment
Myoung Hee Kim, Y. B. Kim, Rick Mercier, S. R. Ward
6000-ft 수심의 설계된 터렛 계류(turret-moored) 탱커 기반 FPSO를 대상으로, 시간 영역(time domain)에서의 선박/계류구조물/라이저 결합 동역학 해석 프로그램이 개발되었다. 멕시코만(Gulf of Mexico)에서 비평행 풍-파-유동(non-parallel wind-wave-current) 100년 주기 허리케인 조건에 대해 선박의 전역 운동과 계류 장력(mooring tension)을 모사하였다. 풍과 유동에 의한 힘 및 모멘트는 주어진 하중 조건에 대해 OCIMF 경험 데이터베이스로부터 산정하였다. 수치해석 결과는 계류 시스템을 절단(truncated)한 OTRC 1:60 모형시험 결과와 비교하였다. OTRC 측정으로부터 얻은 시스템의 강성(stiffness)과 라인 장력(line tension), 고유주기(natural periods) 및 감쇠(damping)는 수치적으로 모사한 정적 오프셋(static-offset) 및 자유감쇠(free-decay) 시험을 통해 확인하였다. 허리케인 조건에서의 전역 선박 운동 시뮬레이션은 FPSO 응답이 경험적 매개변수에 대해 갖는 민감도를 보다 잘 이해하기 위해 횡방향 및 종방향 선체 항력 계수, 서로 다른 계류 및 라이저 배치, 풍에 노출된 면적을 변화시키며 수행하였다. 특히, 절단 계류 시스템이 사용될 경우 동적 계류 장력(dynamic mooring tension)이 크게 과소평가될 수 있음을 강조한다.