Prof. Dr.-Ing Bettar el Moctar, Universität Duisburg-Essen, Dipl.-Ing. Axel Köhlmoos, Dr.-Ing. Thomas Schellin, Germanischer Lloyd AG, Hamburg
Unter gewissen Bedingungen in schwerer See ist der sichere Betrieb von Offshore-Service-Schiffen gefährdet. Ein RANS-Löser simulierte das Bewegungsverhalten eines typischen Offshore-Service-Schiffes, um die dynamische Stabilität in Seegängen mit zunehmender Wellenhöhe zu bewerten. Bei Null Geschwindigkeit in schräg achterlichen Seegängen ist die dynamische Stabilität am geringsten. Das Öffnen der Heckklappe, wie es beim Ankerziehen üblich ist, kann dazu führen, daß auf dem Achterdeck durch die überkommenden Wellen Wasser an Deck eingefangen wird. Werden die Speigatter dann nicht geöffnet, um das Wasser abfließen zu lassen, kann es passieren, daß das Schiff seine Stabilität verliert und gegebenenfalls kentert. Im Meer stationierte Plattformen können extremen Seegangsbedingungen ausgesetzt sein, u. a. auch sogenannten Monsterwellen. Obwohl noch ungeklärt, in welchem Maße diese Wellen beim Entwurf von Offshore-Strukturen berücksichtigt werden müssen, haben wir zwecks Regelentwicklung die Belastungen von Monsterwellen auf eine typische mobile Jack-Up-Bohrplattform untersucht. Ein RANS-Löser ermittelte die an der Plattform angreifenden Wellenlasten. Ergebnisse zeigten, dass die Sicherheit der Plattform nur bei ausreichend hohem Abstand zwischen Meeresoberfläche und Unterseite Deck gewährleistet ist. Ist der Abstand zu klein und die Unterseite Deck den stoßbedingten Wellenlasten ausgesetzt, ist die Plattformstruktur gefährdet.
Prof. Dr.-Ing Bettar el Moctar, Universität Duisburg-Essen, Dipl.-Ing. Axel Köhlmoos, Dr.-Ing. Thomas Schellin, Germanischer Lloyd AG, Hamburg
Operations in severe seas can adversely affect the controllability of an offshore service vessel. A RANS solver simulated ship motions of a typical offshore supply vessel to assess the dynamic stability in seaways of increasing wave height. The ship’s dynamic stability is lowest in quartering seaways off the port stern at zero speed. When the aft guard rail is left open, as done during anchor handling operations, incident waves can lead to water trapped on deck. If freeing ports are then not opened to allow trapped water to run off, the ship’s stability may be insufficient to prevent it from capsizing. Offshore structures may have to withstand severe weather conditions caused by exceptionally high waves, termed rouge or freak waves. Although it has not been resolved how rogue waves should be dealt with in the design of ocean structures in general, we investigated, for rule development, loads induced by rouge waves on a typical three-legged self-elevating (jack-up) mobile drilling platform. A RANS solver predicted wave-induced loads. The platform is safe only if the jacking height (air gap) is sufficiently large as wave loads then act primarily on the legs. If the air gap is small and the hull is subject to impact-related wave-in-deck loads, the platform’s structural safety is jeopardized.