Объект исследования: Floating Production Unit (FPU). Предмет исследования: обоснование моделирования с использованием программного пакета Anchored Structures в расчётах гидротехнических сооружений. Цель работы: изучение влияния волновой нагрузки на стабильность, безопасность и эффективность FPU. Изучение современных программных комплексов, предназначенных для моделирования волновой нагрузки на гидротехнические сооружения, и оценка их применимости. В ходе работы применялись численные и математические методы исследования, такие как использование Anchored Structures для решения различных задач при проектировании гидротехнических сооружений. На основании анализа проведенного численного моделирования с использованием программного пакета Anchored Structures для проектирования морских ГТС сделан вывод о том, что с его помощью можно обосновывать технические решения на предварительных стадиях проектирования различных гидротехнических объектов. Методология исследования – для решения задачи обоснования гидротехнических сооружений в расчётах применяется метод математического моделирования, основанный на численном решении нелинейных дифференциальных уравнений. Метод исследования – численное моделирование с использованием Anchored Structures для решения различных задач при проектировании гидротехнических сооружений. Актуальность работы состоит в обосновании применения Anchored Structures при проектировании различных гидротехнических сооружений, а также поиске возможности внесения изменений для улучшения процесса взаимодействия с данным программным комплексом. Новизна представленной работы состоит в применении программного пакета Anchored Structures для решения различных задач, возникающих в процессе проектирования морских ГТС.

Object of research: Floating Production Unit (FPU). Subject of research: Substantiation of mathematical modeling using the Anchored Structures software package in the calculations of hydraulic structures. The purpose of studying works: Study of the influence of wave loads on the stability, safety, and efficiency of FPU. Examination of contemporary software packages designed for modeling wave loads on hydraulic structures and evaluation of their applicability. In the course of the work, numerical and mathematical research methods were applied, such as: using Anchored Structures to solve various problems in the engineering of hydraulic structures. Based on the analysis conducted through numerical modeling using the Anchored Structures software package for designing marine offshore systems, it can be concluded that it provides a reliable basis for justifying technical decisions during the preliminary stages of designing various hydraulic structures. The research methodology employed for substantiating hydraulic structures in calculations involves the application of mathematical modeling method based on numerical solutions of nonlinear differential equations. The research method utilized is numerical modeling using Anchored Structures to address various design tasks related to hydraulic structures. The relevance of this study lies in justifying the use of Anchored Structures in the design of various hydraulic structures, as well as exploring opportunities for making improvements to enhance the interaction process with this software package. The novelty of this study lies in the application of the Anchored Structures software package to address various challenges encountered during the design process of marine hydraulic structures.

• РЕФЕРАТ
• ABSTRACT
• СОДЕРЖАНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛНОВОЙ НАГРУЗКИ
  • 1.1. Введение в моделирование волновой нагрузки
    • 1.1.1. Проблематика моделирования волновой нагрузки на гидротехнические сооружения
    • 1.1.2. Роль и значимость математического моделирования в данной области
  • 1.2. Теоретические основы моделирования волновой нагрузки
    • 1.2.1. Основные физические принципы, лежащие в основе волновой нагрузки
    • 1.2.2. Основные уравнения и модели, используемые для описания волновых процессов
    • 1.2.3. Основные параметры, характеризующие волновую нагрузку на гидротехнические сооружения
  • 1.3. Методы математического моделирования волновой нагрузки
    • 1.3.1. Метод конечных элементов (Finite Element Method, FEM) и его применимость для моделирования волновой нагрузки на гидротехнические сооружения
    • 1.3.2. Метод конечных разностей (Finite Difference Method, FDM) и метод гидродинамического анализа (Hydrodynamic Analysis Method)
• ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЛНОВОЙ НАГРУЗКИ
  • 2.1. ANSYS
    • 2.1.1. Общие сведения
    • 2.1.2. Преимущества
    • 2.1.3. Недостатки
  • 2.2. SWAN
    • 2.2.1. Общие сведения
    • 2.2.2. Преимущества
    • 2.2.3. Недостатки
  • 2.3. Anchored Structures
    • 2.3.1. Общие сведения
    • 2.3.2. Преимущества
    • 2.3.3. Недостатки
  • 2.4. Выбор программного комплекса для конкретного исследования
• ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ ANCHORED STRUCTURES
  • 3.1. Принцип работы блока расчета нагрузок Anchored Structures
  • 3.2. Работа с конкретной задачей в программном комплексе Anchored Structures
    • 3.2.1. Исходные данные
    • 3.2.2. Расчет гидродинамических характеристик
    • 3.2.3. Проверка собственных частот сооружения
    • 3.2.4. Задание экстремальных штормовых условий для судна (регулярное волнение)
    • 3.2.5. Задание экстремальных штормовых условий для судна (нерегулярное волнение)
    • 3.2.6. Задание шторма для рабочего режима бурения (регулярное волнение).
    • 3.2.7. Задание шторма для рабочего режима бурения (нерегулярное волнение).
    • 3.2.8. Графики чувствительности
  • Выводы
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• Рис. П1.1. Занятость опрошенных
• Рис. П1.2. Преимущества ANSYS
• Рис. П1.3. Недостатки ANSYS
• Рис. П1.4. Преимущества и недостатки SWAN
• Рис. П1.5. Преимущества AS
• Рис. П1.5. Недостатки AS
• Приложение 2. Протокол регулярного шторма 8 баллов
• Приложение 3. Протокол регулярного шторма 6 баллов для рабочего режима
• Приложение 4. Протокол нерегулярного шторма 8 баллов
• Приложение 5. Протокол нерегулярного шторма 6 баллов для рабочего режима