Оптимизация параметров систем удержания плавучих сооружений континентального шельфа на основе цифрового инжиниринга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шонина Екатерина Викторовна

• Шонина Екатерина Викторовна
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Шонина Екатерина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса исследования

1.1 Плавучие гидротехнические сооружения и установки, использующие якорные системы удержания

1.2 Нормативные требования к расчетам якорных систем удержания

1.3 Отечественный опыт проектирования систем удержания плавучих сооружений

1.4 Обзор зарубежных работ по оптимизации систем удержания плавучих сооружений

1.5 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. Критерии проектирования якорных систем удержания плавучих сооружений континентального шельфа

2.1 Проектирование и настройка якорных систем удержания

2.1.1 Проектирование системы удержания для вновь создаваемого сооружения

2.1.2 Настройка системы удержания при постановке сооружения в заданной акватории

2.2 Ограничения, накладываемые на варьируемые параметры системы удержания

2.3 Параметры, характеризующие работу плавучего сооружения. Выбор критерия оптимальности

2.4 Формирование критерия оптимизации системы удержания сооружения

2.5 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. Разработка методики оптимизации системы удержания плавучего заякоренного сооружения

3.1 Постановка задачи оптимизации системы удержания в режиме выживания

3.1.1 Формирование функционала с учетом заданных ограничений

3.1.2 Оценка вероятности аварии вследствие обрыва якорной связи

3.2 Постановка задачи оптимизации системы удержания в режиме эксплуатации

3.2.1 Формирование функционала с учетом заданных ограничений

3.2.2 Расширение окна погодных условий

3.2.3 Эксплуатационная эффективность сооружения

3.3 Метод решения задачи оптимизации системы удержания заякоренного сооружения

3.3.1 Учет ограничений в функционале

3.3.2 Поиск экстремума функционала

3.4 Процедура проектирования систем удержания на основе цифрового инжиниринга

3.4.1 Ключевые принципы разработки подхода для реализации алгоритма оптимизации на основе цифрового инжиниринга

3.4.2 Структурная модель цифрового подхода к проектированию морских сооружений

3.4.3 Решение задачи оптимизации системы заякорения на основе цифрового инжиниринга

3.5 Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. Моделирование и численная реализация методики

4.1 Математическое моделирование внешних нагрузок, реакции системы заякорения и поведения заякоренного сооружения

4.2 Оптимизация системы удержания плавучего заякоренного сооружения в режиме выживания

4.3 Повышение безопасности сооружения за счет оптимизации системы удержания

4.4 Расширение периода эксплуатации плавучего сооружения континентального шельфа за счет оптимизации системы удержания

4.5 Повышение эксплуатационной эффективности сооружения за счет оптимизации системы удержания

4.6 Рекомендации по определению оптимальных параметров систем удержания

4.6.1 Плановое расположение якорных связей

4.6.2 Длина связей

4.6.3 Начальное натяжение связей

4.6.4 Азимут постановки сооружения

4.7 Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ТЕРМИНОВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт о внедрении результатов диссертационного исследования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация параметров систем удержания плавучих сооружений континентального шельфа на основе цифрового инжиниринга»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Задачи освоения минерально-сырьевых ресурсов континентального шельфа предполагают широкое применение плавучих заякоренных сооружений, работающих в условиях открытого моря. К ним относятся полупогружные буровые платформы, морские трубоукладчики, плавучие краны, плавучие причалы и доки, волнозащитные сооружения, плавучие энергетические установки. Позиционирование таких сооружений осуществляется при помощи систем удержания.

Якорные системы удержания являются важными элементами плавучей конструкции, так как воспринимают на себя часть внешних воздействий от волн, течения, ветра, льда. Они ответственны за безопасность сооружения в точке стоянки, а также должны обеспечивать максимально длительный период проведения технологических операций в постоянно изменяющихся сложных гидрометеорологических условиях. Обрыв связи может привести к аварийному состоянию всего сооружения. Кроме того, остановка в работе сооружения из-за нарушения условий безопасной эксплуатации обычно приводит к существенным материальным издержкам.

На этапе проектирования плавучего заякоренного сооружения или на этапе проектирования его постановки в той или иной акватории всегда необходимо решать вопросы состава и конфигурации системы его удержания. Эта задача ведет к различным решениям в зависимости от характеристик самого плавучего сооружения, интенсивности ожидаемых природных воздействий, глубины моря и множества других параметров.

Проектирование наилучшей схемы заякорения плавучих сооружений приводит к задаче оптимизации. Поиск оптимального решения по параметрам системы удержания предполагает обеспечение наивысшего уровня безопасности функционирования сооружения в заданных условиях работы.

Несмотря на существующие исследования в области проектирования и эксплуатации плавучих заякоренных сооружений, вопрос настройки систем

удержания остается актуальным и приводит к необходимости применения новых подходов и информационных технологий, удовлетворяющих современным запросам проектирования.

Степень разработанности темы исследования. Первые значительные результаты, связанные с вопросами проектирования и разработки систем удержания плавучих сооружений, представлены в трудах следующих авторов: А.Н. Крылов, А.А. Уманский, Ю.А. Шиманский, П.П. Кульмач. Практический вклад в разработку методов расчета якорных систем удержания внесли такие исследователи, как М.Н. Александров, Д.И. Горбунов, К.Я. Капустин, Э.М. Джафаров, И.А. Искендеров, Н.Г. Заритовский, Д.В. Марченко, С.М. Мищенко, В.А. Керро, Ю.Д. Кравчук, В.А. Королев, А.И. Мережков, И.П. Кулиев, И.Д. Жорницкий, М.А. Дьячков, Е.П. Кудрявцев, И.С. Нуднер, А.С. Большев, С.А. Фролов.

За последние 10-15 лет исследования по данной теме широко освещены в российских и зарубежных работах. Инженерная практика российских конструкторских организаций при проектировании морских заякоренных сооружений соответствует положениям нормативного документа Российского морского регистра судоходства, что представлено в ряде работ таких авторов, как И.Л. Благовидова, В.М. Кушнир, О.А. Иванова и др. Как теоретические, так и практические решения, связанные с проектированием систем удержания плавучих сооружений, предлагают авторы Ч.С. Гусейнов, И.Г. Кантаржи, А.Б. Ваганов, А.Л. Сухоруков и др. Большой вклад внесен авторами И.С. Нуднером, Н.Д. Беляевым, В.В. Лебедевым, К.Е. Сазоновым, Е.М. Апполоновым, В.Г. Платоновым при проведении модельных испытаний плавучих заякоренных сооружений в опытовых бассейнах. Однако для дальнейшего развития требуется больше междисциплинарных исследований и внедрение современных цифровых технологий. Алгоритмы оптимизации на стадии проектирования не применяются в том числе потому, что моделирование работы системы заякорения с одновременным моделированием поведения плавучего сооружения приводит к высоким вычислительным затратам.

Вопросы проектирования и выбора систем заякорения, удовлетворяющих требованиям различных классификационных обществ, рассмотрены в зарубежных публикациях K. Xu, T. Moan, H. Sabziyan, H. Ghassemi, M. Brommundt, D. Zhang, Y. Lian, G. Ма, D. Qiao, I.A. Ja'E, P. Figueiredo. Авторы выполняют анализ работы систем удержания, выбирая в качестве критериев оценки различные характеристики системы. Также решение задачи выбора оптимальных параметров систем удержания возможно с помощью эвристических методов оптимизации, что представлено в ряде зарубежных работ авторов S. Xu, M. Liang, O. Montasir, A. Pillai, P. Thies, A.C. de Pina, A.A. de Pina, C. Albrecht. B. de Lima, M. Mirzaei, M. Shafieefar, A. Carbono, C. Ajit, B. Monteiro, B. Jacob, A. Mentes, M. Yetkin. Однако в таких исследованиях алгоритмы сводятся к неполному перебору вариантов систем удержания и выбору схемы, формально удовлетворяющей заданным ограничениям.

Объектом исследования является плавучее заякоренное сооружение континентального шельфа.

Предметом исследования являются параметры системы удержания плавучего заякоренного сооружения континентального шельфа, обеспечивающие безопасную работу и длительную эксплуатацию.

Цель исследования - обеспечение длительной и безопасной работы плавучих сооружений континентального шельфа под действием внешних нагрузок за счет оптимизации системы удержания.

Задачи исследования:

1. Выполнить обзор и анализ научных работ по исследуемой тематике.

2. Разработать метод оптимизации системы удержания плавучего заякоренного сооружения в режиме выживания и в рабочем режиме.

3. Определить влияние оптимизации параметров системы удержания на безопасность эксплуатации плавучего заякоренного сооружения.

4. Выполнить сопряжение процедуры оптимизации системы удержания с поиском максимально возможных сочетаний внешний воздействий в рабочем

режиме, что приведет к сокращению экономических потерь, связанных с прекращением работы сооружения при переходе в режим выживания.

5. Представить методику оптимизации на основе цифрового инжиниринга, позволяющую провести анализ и обработку большого количества численных экспериментов при невысоких вычислительных затратах.

6. Провести численное моделирование поведения плавучего сооружения в рамках решения задачи оптимизации его системы удержания и выполнить апробацию методики.

Научная новизна заключается в следующем:

- разработан метод оптимизации параметров систем удержания плавучих сооружений; предложен критерий оптимальности якорной системы удержания, обоснованы ограничения, при которых должна выполняться оптимизация, сформулировано их математическое описание;

- предложена методика оптимизации систем удержания для двух режимов работы сооружения (режима выживания и рабочего режима), позволяющая повысить коэффициенты безопасности якорной системы удержания сооружения, а также уменьшить простои в работе, связанные с ухудшением погодных условий;

- доказано существенное повышение безопасности функционирования плавучего заякоренного гидротехнического сооружения в результате реализации предложенной процедуры оптимизации параметров якорной системы;

- представлен подход к реализации методики оптимизации, основанный на цифровом инжиниринге, заключающийся в реализации серий численных экспериментов, направленных на поиск оптимальных параметров системы удержания; описана структурная модель такого подхода, позволяющего связать выбор оптимальной схемы с анализом поведения сооружения на стадиях жизненного цикла при различных сочетаниях внешних нагружений, а также снизить вычислительные затраты при проектировании.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость заключается в развитии методов оптимизации систем удержания

плавучих заякоренных сооружений, позволяющих получить точное оптимальное решение для параметров системы удержания, что является логичным завершением идеологии российских нормативных документов, развивает приемы поиска оптимальных решений на основе планирования численных экспериментов.

Практическая значимость заключается в приложении разработанной методики к задачам проектирования и настройки якорных систем, что гарантирует повышение безопасности плавучего сооружения, а также позволяет максимально расширить временной интервал его эксплуатации. Вычислительная эффективность численного решения задачи позволяет использовать многоядерный персональный компьютер, с помощью которого удается параллельно моделировать поведение заякоренного сооружения в условиях штормов, действующих с различных направлений. Предложенная методика может быть применена к плавучим заякоренным сооружениям различного типа и назначения при действии на них произвольных внешних нагрузок.

Результаты диссертационного исследования нашли практическое применение в ООО «Центр компьютерного моделирования динамики морских сооружений» (г. Санкт-Петербург), что подтверждается соответствующим актом о внедрении (Приложение А).

Методология и методы исследования. В рамках исследования разрабатывается и применяется метод оптимизации, позволяющий найти наилучшие решения с учетом ограничений. Для учета ограничений применяется метод штрафов, преобразующий функционал и систему ограничений к единому функционалу. Поиск экстремума функционала проводится методом деления интервала определения аргумента, а именно с использованием метода золотого сечения.

Процедура оптимизации проводится с использованием математического и компьютерного моделирования, основанного на общепринятых численных методах, заложенных в используемый программный комплекс и позволяющих моделировать статику и динамику сооружения.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретический подход к определению оптимальных параметров системы удержания плавучих сооружений континентального шельфа.

2. Методика оптимизации якорной системы удержания для различных режимов работы плавучего сооружения, обеспечивающая длительную и безопасную работу сооружения под действием внешних нагрузок.

3. Результаты численной реализации методики оптимизации системы удержания на основе цифрового инжиниринга совместно с виртуальной средой, воспроизводящей природные нагрузки на плавучие сооружения.

Степень достоверности результатов. Используемый в рамках исследования программный комплекс «Anchored Structures» позволяет создавать математические и компьютерные модели, описывающие с высокой степенью адекватности поведение плавучих сооружений на стадиях жизненного цикла. Программный комплекс сертифицирован в Российском морском регистре судоходства и включен в Единый Реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований были представлены на международных научно-практических конференциях в 2021-2023 гг.: 31st International Ocean and Polar Engineering Conference (2021); 3-й Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии», г. Санкт-Петербург (2021 ); 32nd International Ocean and Polar Engineering Conference (2022); 4-й Международный форум «Передовые цифровые и производственные технологии», г. Санкт-Петербург (2022); Международная конференция и выставка по судостроению и разработке высокотехнологичного оборудования для освоения континентального шельфа OMR-2022, г. Санкт-Петербург (2022); Седьмая международная научно-практическая конференция «Имитационное и комплексное моделирование морской техники и морских транспортных систем», г. Санкт-Петербург (2023); 16-я Международная выставка и конференция по освоению ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ «RAO/CIS OFFSHORE», г. Санкт-Петербург (2023).

Зарегистрирована программа для ЭВМ для расчета параметров ветра и волнения в Арктических акваториях (Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2022666933, 12.09.2022).

Результаты исследования нашли отражение в рамках раздела научно-исследовательской работы по теме «Цифровые технологии создания арктических энергетических сооружений с применением адаптированных материалов нового поколения и роботизированных систем» г. Санкт-Петербург, 2022.

ГЛАВА 1. Анализ состояния вопроса исследования

1.1 Плавучие гидротехнические сооружения и установки, использующие

якорные системы удержания

Освоение морских акваторий и удаление от берега требует строительства глубоководных морских сооружений. Возведение стационарных сооружений в условиях воздействия волновых и ветровых нагрузок, а также при больших глубинах может быть затруднено по техническим и экономическим причинам. В качестве решения данного вопроса большое распространение получили плавучие сооружения.

Плавучие объекты, использующие системы удержания, имеют различное функциональное назначение и могут устанавливаться на глубинах, измеряемых десятками и сотнями метров. К таким сооружениям относят портовые причальные, судоремонтные и волнозащитные сооружения, платформы и комплексы для освоения материковых шельфов и вод Мирового океана, плавучие энергетические установки, непосредственно суда различного назначения, а также другие объекты для производства морских работ, хранения топлива и обслуживания судов.

Причальные сооружения

В условиях современного портостроения существует тенденция к увеличению водоизмещения судов и, как следствие, увеличению глубины у причалов. Многие современные порты, при наличии спроса, не могут принимать крупнотоннажные суда из-за малой глубины и ограниченных размеров акваторий. Увеличение портовых территорий за счет выдвижения акваторий в море приводит к строительству глубоководных гидротехнических сооружений. При больших глубинах плавучие сооружения с якорными системами удержания являются наиболее целесообразными [1]. В первую очередь распространение получили причальные сооружения в виде плавучих причалов, а также плавучие рейдовые причалы на швартовных бочках.

Плавучие причалы состоят из понтонов, держащихся на воде за счет положительной плавучести, а также системы заякорения, удерживающей их на месте [2]. Схемы раскрепления плавучих причалов могут быть различными, в том числе с прямым и подкильным расположением якорных связей, а также с подвесными грузами (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Плавучий причал из соединенных между собой понтонов

Плавучие причалы могут применяться при значительных колебаниях уровней воды, недостаточных глубинах вдоль стационарных причалов, неблагоприятных геологических условиях.

Рейдовые причалы устраивают на значительных глубинах на удалении от берега. Сооружения возводятся как на защищенных, так и на недостаточно защищенных от волнения акваториях порта, а также на открытых рейдах [2]. К ним относят плавучие пирсы, состоящие из понтонов и систем заякорения. Плавучие одноточечные и многоточечные причалы представляют оборудованную цилиндрическую в плане плавучесть (понтон) или группу буев (швартовных

бочек), фиксируемых на месте при помощи якорных цепей (бриделей) (рисунок 1.2) [3]. Конструкция бриделей в основном представляет собой цепь, в отдельных случаях могут быть комбинированные конструкции (тросово-цепные) [4]. Держащая сила мертвых якорей в несколько раз больше держащей силы становых якорей судна, поэтому постановка на бочки обеспечивает большую надежность стоянки. Кроме того, суда, стоящие на бочках, занимают меньшую площадь акватории, чем суда, стоящие на якоре. Тем самым экономится акватория закрытых рейдов.

Рисунок 1.2 - Плавучий одноточечный рейдовый причал

Главное преимущество плавучих причалов в том, что стоимость их возведения мало зависит от глубины акватории. Кроме того, такой тип причалов подвижен, легко перемещается с точки на точку. К недостаткам можно отнести высокую чувствительность к воздействию волнения, поэтому их использование предпочтительнее в заливах и бухтах с защитой от волнения.

Плавучие доки

Плавучие доки используются для подъема судов из воды в целях ремонта подводной части корпуса, а также транспортировки судов в акваториях с небольшими глубинами. Конструкция плавучего дока состоит из понтона, на котором устанавливается поднимаемое из воды судно, и башен. Сооружение

удерживается на точке постановки системой раскрепления, чаще всего выполненной в виде якорных связей.

Якорные системы удержания должны предусматривать поперечные и продольные якорные связи. В зависимости от условий акватории плавучие доки могут иметь прямые и подкильные схемы раскрепления с подвесными грузами и без (рисунок 1.3) [5].

Рисунок 1.3 - Схемы раскрепления плавучих доков

Плавучие волнозащитные сооружения К плавучим оградительным сооружениями относятся волноломы, используемые для защиты акватории или береговой линии от воздействия волнения. Их эффективность обусловлена тем, что они ограждают волнение в верхней части акватории, в которой сосредоточена основная энергия волны.

Основными элементами плавучих волноломов являются плавучие волногасящие устройства и системы удержания, состоящие из якорных связей и якорей (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Плавучие волноломы а) с наклонными лицевыми гранями; б) с плавающими емкостями, частично заполненными воздухом и водой; в) из матов из пластичного материала.

(1 - дно водоема; 2 - понтон; 3 - якорные устройства; 4 - гибкий мат)

Возведение плавучих волноломов обходится дешевле стационарных, так как их стоимость не зависит от глубины установки. Плавучие конструкции обеспечивают рациональное использование строительного материала, так как масса конструкции не передается грунту основания и не требует дополнительных инженерных решений для обеспечения устойчивости сооружения, что позволяет применять плавучие конструкции в случае слабых грунтов. Кроме того, они легко перемещаются, быстро устанавливаются, перестраиваются и разбираются. Недостатками являются ограничения в работе при волнах большой высоты (более 2-2,5 метров) [6], а также сложная работа системы заякорения, требующая контроля при эксплуатации, так как возникающие усилия в связях могут привести к аварийным ситуациям.

В якорных системах целесообразно использовать цепи особо высокой прочности. При воздействии волнения в составе якорных связей следует предусматривать амортизирующие элементы, уменьшающие рывковые усилия при

колебаниях сооружения. Для повышения надежности следует предусматривать дублирующие якорные канаты и дополнительные страховочные связи [5].

Плавучие краны

Плавучие краны предназначены для выполнения различных задач на воде, включая погрузочно-разгрузочные работы, транспортировку и монтаж дорогостоящего оборудования, аварийно-спасательные работы. Активное освоение континентального шельфа привело к созданию полупогружных плавучих кранов большой грузоподъемности (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 - Плавучий кран

Обеспечение эффективной и безопасной эксплуатации на точке стоянки является сложной технической задачей, при решении которой необходимо учесть множество параметров, в том числе связанных с позиционированием плавучего сооружения [7]. Трудности позиционирования связаны со взаимным влиянием подвешенного груза, динамики крана и движения сооружения под воздействием внешних нагрузок, а также ограниченной площади размещения якорных связей.

Кроме того, необходимо учитывать строгие ограничения на перемещения и наклоны сооружения во избежание столкновений вблизи обрабатываемых объектов.

Эффект взаимного влияния движения плавучего крана и подвешенного груза оказывается большим [8-10]. Даже при относительно спокойном море подъем тяжелых грузов часто ограничивает работу плавкарана вследствие чрезмерного движения груза [11]. Раскачивание подвешенного груза, равно как и чрезмерные колебания плавучего основания, вызванные внешними нагрузками, могут поставить под угрозу проведение работ, выполняемых в период эксплуатации. Даже небольшое возмущение системы может привести к столкновению груза с судном или другими объектами. Вместе с тем колебания самого плавучего сооружения также должны оставаться небольшими [12], чтобы обеспечить точность позиционирования и избежать повреждения систем заякорения. Если колебания начинают превышать максимально допустимые значения, работа кранового оборудования должна быть прекращена во избежание обрыва кранового троса или опрокидывания плавучего сооружения. Снижение колебаний до пределов допустимого диапазона после остановки операции требует дополнительных временных затрат. В связи с этим актуальным вопросом является предотвращение раскачивания груза, контроль скорости травления троса плавкрана и уменьшение колебаний сооружения. Как правило, данная задача рассматривается с точки зрения разработки различных систем компенсаций и управления краном [13-15]. Современные программные комплексы [16] позволяют учитывать внешние воздействия на объекты с учетом взаимного гидродинамического влияния, рассчитывать динамику объектов, динамику грузов и усилий в системах удержания и стропах, моделировать удары груза при контакте с палубой с учетом взаимной динамики объектов.

Во время эксплуатации возникает необходимость индивидуальной настройки систем и механизмов плавкранов в соответствии с условиями в конкретном регионе. В частности, это достигается за счет оптимизации и настройки систем заякорения.

Плавучие ветроэнергетические установки Для удовлетворения мировых потребностей в энергии в последние годы был проявлен большой интерес к развитию технологий морских ветроэнергетических установок. Во многих странах имеется ограниченное количество подходящих зон мелководья для размещения стационарных ветроэнергетических конструкций, поэтому на участках шельфа с большими глубинами находят применение плавучие установки. Поскольку 80% потенциала морской ветроэнергетики Земли находится в водах, глубина которых превышает 60 метров, переход к морской ветроэнергетике продолжает переопределять данную отрасль [17].

Для установки ветряных турбин используются платформы TLP (tension legs platform) с гибкими предварительно напряженными связями, а также полупогружные платформы и платформы типа SPAR, имеющие провисающие якорные связи (рисунок 1.6).

Ключевое преимущество данных установок заключается в возможности их установки на глубинах более 50 метров, то есть в зонах сильных и стабильных ветров с малой турбулентностью, а также в большой доступности глубоководных акваторий под крупные ветроэлектростанции. Это приводит к увеличению выработки электроэнергии. К тому же при возведении морских ветряных установок незначительными становятся такие недостатки, как шумовой эффект от вращающихся лопастей и визуальные помехи для населения.

Рисунок 1.6 - Плавучие ветроэнергетические установки

Плавучие суда-трубоукладчики Актуальным на сегодняшний день является вопрос о прокладке подводных участков трубопроводов. Примерами строительства служат участки трубопроводов «Северный поток», проходящий по дну Балтийского моря, «Голубой поток», «Турецкий поток» - экспортные газпроводы, проходящие через Черном море.

К сооружениям для укладки трубопроводов по морскому дну относятся различные типы несамоходных и самоходных судов-трубоукладчиков, которые в большинстве случаев удерживаются в точке проведения работ за счет якорной системы удержания. В условиях большой загрузки акватории и на большой глубине могут применятся суда-трубоукладчики с автоматизированной системой динамического позиционирования. К несамоходным судам относят трубоукладочные баржи, в том числе в виде полупогружных конструкций, с корпусами типа катамаран или со стабилизирующими колоннами. При этом различные типы судов и методов укладки позволяют проводить работы как на мелководье, так и на больших глубинах.

Отличительной особенностью таких плавучих сооружений является их постоянное движение вдоль линии укладки трубопровода, при котором необходима постоянная перекладка якорей вперед по ходу движения. При этом также должны соблюдаться строгие ограничения на угловые и линейные смещения сооружения, так как трубопровод может опускаться на дно прямо при движении сооружения по маршруту укладки. Также во избежание больших изгибов трубопровода при выходе с сооружения имеются стрингер и специальное натяжное устройство. Реакция от натяжения трубопровода воспринимается якорными связями и передается на якоря, установленные впереди судна-трубоукладчика.

Необходимость обеспечения безопасной работы и высокой производительности приводит к задаче оптимизации заякорения c учетом размещения якорей вблизи других объектов и подводных препятствий [18]. Применение цифровых технологий позволяет достаточно быстро подбирать схемы якорного позиционирования при перемещении сооружения с точки на точку, а анализ системы позволит провести быстрый пересчет усилий в связях и перемещений сооружения при постоянном изменении схемы заякорения.

Плавучие установки для освоения ресурсов Мирового океана

Для освоения материковых шельфов и вод Мирового океана активно используются плавучие морские сооружения, работающие на удалении от берега в районе глубоких вод. К сооружениям на якорях относят плавучие буровые установки (ПБУ), буровые суда, предназначенные для разведки/добычи подземных ресурсов морского дна или другой деятельности. ПБУ по конструктивным признакам можно разделить на погружные, полупогружные, самоподъемные установки, установки на натяжных связях (рисунок 1.7).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шонина Екатерина Викторовна, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Безносенко, Н.М. Синтез и реализация алгоритмов управления электроприводами позиционирования технических средств освоения шельфа : дис....канд. техн. наук: 05.09.03 / Безносенко Николай Михайлович. - СПб., 2006. -181 с.

2. Яковенко, В.Г. Строительство причалов / В.Г. Яковенко. - М.: Транспорт

- 1981. - 256 с.

3. Носков, В.В. Анализ прочности элементов крепления плавучих одноточечных причальных сооружений методами полновероятностного математического моделирования / В.В. Носков, Н.Н. Горбань, А.С. Большев, С.А. Фролов // Гидротехническое строительство. - 2025. - №3. - С. 16-25.

4. СТО НОСТРОЙ 2.30.155-2014. Гидротехнические работы. Правила проведения обследования и мониторинга режима эксплуатации и технического состояния плавучих сооружений и их систем удержания. - М.: 2018. - 88 с.

5. ВСП 33-01-99 МО РФ. Инструкция по расчету и проектированию якорных систем плавучих объектов ВМФ. - М.: 2000. - 207 с.

6. Сапрыкина, Я.В. Плавучий волнолом из полиэтиленовых труб / Я.В. Сапрыкина // Полимерные трубы. - 2008. - №3(21). - С. 69-71.

7. Балашов, М.Г. Современные проблемы проектирования плавучих кранов / М.Г. Балашов, А.Б. Ваганов, Б.П. Ионов и др. // Морской Вестник. - 2024. -№2(90).

- С.12-16.

8. Chu, Y. Coupling of dynamic reaction forces of a heavy load crane and ship motion responses in waves / Y. Chu, G. Li et al. // Ships and Offshore Structures. - 2021. -№16(sup1). - P. 58-67.

9. Tysse, G.O. Dynamic Interaction of a Heavy Crane and a Ship in Wave Motion / G.O. Tysse, O. Egeland // Modeling, Identification and Control (MIC). - 2018. -№39(2). - P. 45-60.

10. Firdaus, N. Experimental Study on Coupled Motion of Floating Crane Barge and Lifted Module in Irregular Waves / N. Firdaus, E. Djatmiko // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - №972(1):012070.

11. Ren, H. Dynamic response analysis of a moored crane-ship with a flexible boom / H. Ren, X. Wang // Journal of Zhejiang University - Science A: Applied Physics & Engineering. - 2008. - №9(1). P. 26-31.

12. Адам, Д.А. Определение граничных условий для транспортировки и эксплуатации плавкранов / Д.А. Адам, А.С. Большев // Неделя науки ИСИ. Материалы всероссийской конференции в 3-х частях. Том Часть 1. Инженерно-строительный институт Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого. Санкт-Петербург, 2021. - С. 38-39.

13. Masoud, Z. N. Cargo pendulation reduction of ship-mounted cranes / Z. N. Masoud et al. // Nonlinear dynamics. - 2000. - №35(3). - P. 299-311.

14. Wang, S. Dynamic modelling and analysis of 3-axis motion compensated offshore cranes / S. Wang, Y. Sun // Ships and Offshore Structures. - 2017. - №13(3). -P. 1-8.

15. Ye, J. Backstepping Control of Heavy Lift Operations with Crane Vessels / J. Ye, V. Reppa, R. Negenborn // IFAC-PapersOnLine. - 2020. - №53(2). 14704-14709.

16. Большев, А.С. Математическое моделирование морских операций в среде «Anchored Structures» : учебное пособие / А.С. Большев, С.А. Фролов, Т.В. Филиповская. - СПб.: СПбПУ, 2019. - 57 с.

17. Huang, W. The review of Vortex lattice method for offshore wind turbines / W. Huang, R. Tang, H. Ma // Renewable Energy. - 2024. - №236(1): 121450.

18. Masetti, I.Q. Numerical Simulation of the Mooring Procedures of the BGL-1 Pipeline Launching Barge / I.Q. Masetti, C.R.M. Barros, B.P. Jacob et al // Conference: ASME 2004 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. - 2004. - Vol. 37432. - P. 793-802.

19. НД 2-020201-026. Правила классификации и постройки плавучих буровых установок. - СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2023.

20. Симаков, Г.В. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе / Г.В. Симаков, К.Н. Шхинек, В.А. Смелов и др. - Л.: Судостроение, 1989. - 328 с.

21. Савченков, К.А. Мобильные ледостойкие буровые установки. Обзор мирового опыта / К.А. Савченков, С.В. Вербицкий, А.В. Лобанов // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2024. - №2(408). - С. 157-168.

22. Вербицкий, С.В. Тенденции развития флота морских технологических платформ в период 2015-2021 гг. / С.В. Вербицкий, К.Г. Бережной // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2022. - №1(399). - С. 189-196.

23. Кульмач, П.П. Якорные системы удержания плавучих объектов / П.П. Кульмач. - Л.: Судостроение, 1980. - 336 с.

24. ГОСТ 228-79. Цепи якорные с распорками. Общие технические условия.

- М.: ИПК Изд-во стандартов, 1997. - 31 с.

25. Harrte, T. Calibration of an ultimate limit state for mooring lines / T. Harrte, J. Mathisen // 17th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. - 1998.

26. Крылов, А.Н. Собрание трудов, т. IX. Теория корабля, ч.2. / А.Н. Крылов.

- Л.: изд-во АН СССР, 1949. - 313 с.

27. Уманский, А.А. Наплавные мосты. Расчет основной цепи / А.А. Уманский. - Харьков, Киев: ДВОУ Техническое изд-во, 1931. - 160 с.

28. Шиманский, Ю.А. Теория расчета установки плавучего дока на якорях / Ю.А. Шиманский // Сборник статей по судостроению. Л., Судпромгиз, - 1954. - С. 239-247.

29. Кульмач, П.П. Вопросы развития исследований плавучих заякоренных сооружений / П.П. Кульмач // Труды координационных совещаний по гидротехнике. - 1972. - №75. - С. 103-119.

30. Дьячков, М.А. Новый метод расчета качки плавучих доков / М.А. Дьячков // Судостроение. - 1962. - №9. - С. 14-16.

31. Кудрявцев, Е.П. Динамические усилия в тросах крепления плавающих конструкций при нестационарных гидродинамических нагрузках / Е.П. Кудрявцев // Труды Московского энергетического института. - 1972. - №105. - С. 97-102.

32. Мережков, А.И. Динамический расчет системы заякорения плавучего сооружения / А.И. Мережков // Труды Союзморниипроекта. - 1971. - № 30(36). С. 44-59.

33. Александров, М.Н. Судовые устройства. Справочник / М.Н. Александров.

- Л.: Судостроение, 1987. - 656 с.

34. Горбунов, Д.И. Определение геометрии и силовых элементов тяжелой гибкой нити, имеющей форму якорного каната / Д.И. Горбунов, А.М. Полунин // Труды Новосибирского ИИВТ. - 1976. - № 102. - С. 67-78.

35. Капустин, К.Я. Плавучие буровые установки и буровые суда / К.Я. Капустин. - М.: Недра, 1974. - 240 с.

36. Джафаров, Э.М. Определение статических характеристик якорных систем полупогружных буровых платформ/ Э.М. Джафаров, И.А. Искендеров // Судостроение. - 1977. - №3. - С. 6-8.

37. Кравчук, Ю.Д. Статический расчет системы заякорения плавучих причалов на цепях с подвесными массивами / Ю.Д. Кравчук, Б.А. Мялкин, Д.В. Марченко // Труды координационных совещаний по гидротехнике. - 1967. - №40.

- С. 375-387.

38. Королев, В.А. К расчету якорных цепей плавучих сооружений при наклонном дне акватории / В.А. Королев // Труды координационных совещаний по гидротехнике. - 1971. - №55. - С. 135-144.

39. Мережков, А.И. Статический расчет якорных цепей постоянного сечения при одностороннем и двустороннем заякорении плавучего сооружения. Статический расчет цепей с пригрузочными массивами / А.И. Мережков // Труды Союзморниипроекта. - 1969. - № 22(28). - С. 141-158.

40. Кулиев, И.П. Теоретические и экспериментальные исследования некоторых вопросов применения буровых судов / И.П. Кулиев, Ю.А. Агагусейнов,

И.Д. Жорницкий, Н.А. Николаев // Труды института Гипроморнефть. - 1970. - №1. - С. 127- 150.

41. Заритовский, Н. Г. Характеристики якорных систем плавучих сооружений / Н.Г. Заритовский, В.А. Керро // Гидротехнические сооружения. -1988. - С. 118-125.

42. Мищенко, С.М. Исследование работы систем заякорения плавучих причалов в условиях морского волнения : дис....канд. техн. наук: 05.00.00 / Мищенко Сергей Максимович. - Л., 1974. - 177 с.

43. Bolshev, A.S. Statics and dynamics of anchored floating structures with nonlinear characteristics of anchored system : monograph / Bolshev A.S. - Gdansk, 1993. 218 p.

44. Фролов, С.А. Статика и динамика плавучих сооружений, закрепленных гибкими упругими связями : дис.... канд. техн. наук: 05.23.17 / Фролов Сергей Анатольевич. - СПб., 1992. - 162 с.

45. Фролов, С.А. Методы расчета якорных и швартовых систем в программном комплексе Anchored Structures : монография / С.А. Фролов. - СПб.: Политех-пресс. СПбПУ, 2025. - 125 с.

46. Большев, А.С. Математическое моделирование поведения морских плавучих сооружений / А.С. Большев, Е.Б. Михаленко, С.А. Фролов // Труды СПбГПУ. - 2007. - №502. - С. 252-274.

47. Григорьева, О.А. Инженерные методы оценки прочности и долговечности якорных связей и райзеров шельфовых сооружений : дис.. канд. техн. наук: 05.23.17 / Григорьева Ольга Александровна. - СПб., 2009. - 178 с.

48. Носков, В.В. Анализ усталостной прочности якорной системы удержания морских плавучих одноточечных причалов методами полновероятностного математического моделирования / В.В. Носков, Н.Н. Горбань, А.С. Большев, С.А. Фролов // Научно-технический сборник РМРС. -2024. - №77. - С. 41-50.

49. Сухоруков, А.Л. Динамика тросовых систем : дисс.... канд. физико-математических наук: 01.02.04 / Сухоруков Андрей Львович. - СПб., 2004. - 198 с.

50. Ваганов, А.Б. Разработка методов расчета позиционирования плавучих технических средств освоения шельфа в сложных эксплуатационных условиях : дис.... доктор. техн. наук: 05.08.01 / Ваганов Александр Борисович. - Нижний Новгород, 2002. - 356 с.

51. Науменко, А.А. Численное моделирование процесса позиционирования сложных плавучих объектов при выполнении морских операций / А.А. Науменко, И.Л. Благовидова, А.В. Пьянов, О.А. Иванова // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2019. - №. S2. - С. 239-247.

52. Благовидова, И.Л. Проектирование плавучего волнолома для защиты причала СПГ и FLNG / И.Л. Благовидова, А.С. Тертышникова // ГИДРОТЕХНИКА. - 2024. - №2(75). - С. 28-33.

53. Тертышникова, А.С. Якорная система удержания глубоководной SPAR платформы на фиксированной точке бурения при экстремальных гидрометеорологических условиях Черного моря / А.С. Тертышникова, В.М. Кушнир // Вестник СевНТУ. - 2011. - №120. - С. 206-210.

54. Тертышникова, А.С. Параметры системы позиционирования глубоководной буровой платформы / А.С. Тертышникова, И.Л. Благовидова, В.М. Кушнир // Вестник СевНТУ. - 2010. - №106. - С. 164-167.

55. Иванова, О.А. Физические модели глубоководных буровых платформ типа TLP и SPAR для проведения экспериментальных исследований их динамики в опытовом бассейне / О.А. Иванова, В.М. Кушнир, И.Л. Благовидова // Вестник СевНТУ. - 2014. - №.153. - С. 72-79.

56. Хазеев, В.Б. Якорная система удержания в условиях арктического шельфа / В.Б. Хазеев, Ч.С. Гусейнов // Труды российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. - 2019. - №1(294). - С. 96-101.

57. Kantarzhi, I. Extreme design storms for floating nuclear power plant projects // I. Kantarzhi. // Reliability: Theory & Applications. - 2024. - №S6(81). - С. 1034-1042.

58. Кантаржи, И.Г. Моделирование воздействия ветровых волн на причал с ошвартованным судном / И.Г. Кантаржи, А.Г. Гогин // Гидротехническое строительство. - 2020. - №1. - С. 50-56.

59. Большев, А.С. Математическое моделирование поведения морских плавучих объектов в программном комплексе «Anchored Structures» / А.С. Большев, С.А. Фролов, М.А. Кутейников // Научно-технический сборник РМРС. -2013. - № 36. - С. 68-90.

60. Беляев, Н.Д. Экспериментальное определение усилий в якорных связях плавучего объекта при воздействии волн цунами / Н.Д. Беляев, В.В. Лебедев, И.С. Нуднер, К.К. Семенов и др. // Научно-технический сборник РМРС. - 2023. - №7071. - С. 128-142.

61. Беляев, Н.Д. Измерение в экспериментальных исследованиях перемещений плавучего объекта с якорной системой раскрепления при воздействии на него волн типа цунами / Н.Д. Беляев, Е.А. Крылатых, В.В. Лебедев, И.С. Нуднер, К.К. Семенов и др. // Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики. 2024. Труды 17 Всероссийской конференции. Санкт-Петербург, 2024. - С. 427-430.

62. Апполонов, Е.М. Современная технология исследований и обеспечения высокой мореходности заякоренных сооружений для добычи углеводородов / Е.М. Апполонов, М.Н. Богданов, И.К. Бородай, Г.В. Виленский и др. // Труды Центрального научно-исследовательского института им. академика А.Н. Крылова. - 2009. - №48 (332). - С. 7-18.

63. Сазонов, К.Е. Динамические свойства заякоренных плавучих сооружений при взаимодействии с ледяными образованиями / К.Е. Сазонов, Н.Ю. Клементьева // Морской вестник. - 2012. - №1(41). - С.78-80.

64. Смирнов, Б.Н. Способ проведения в опытовом бассейне испытаний моделей плавучих объектов с протяженными якорными системами удержания и устройство для его осуществления / Б.Н. Смирнов, Ю.С. Кайтанов, И.К. Бородай // Патент на изобретение RU 2389996 C1. - 2010. - 8 с.

65. Смирнов, Б.Н. Исследование мореходности заякоренной полупогружной двухкорпусной буровой платформы на нерегулярном волнении на основе модельных испытаний / Б.Н. Смирнов, М.Н. Богданов // Труды Центрального

научно-исследовательского института им. академика А.Н. Крылова. - 2009. -№48(332). - С. 83-90.

66. Баранов, И.Л. Математическое моделирование динамики подъема и транспортировки АПК «Курск» / И.Л. Баранов, А.Ю. Каверинский, С.Л. Карлинский и др. // Научно-технические ведомости СПбГПУ. -2002. - №1. - С.107-119.

67. Благовидова, И.Л. Математическое моделирование операций по установке пролетных строений крымского моста / И.Л. Благовидова, А.В. Пьянов, А.С. Большев // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. -2018 - Т.24. - №2. - С.183-199.

68. Xu, K. Effect of hydrodynamic load modelling on the response of floating wind turbines and its mooring system in small water depths / K. Xu, Z. Gao, T. Moan // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 1104.

69. Sabziyan, H. Appropriate Model for Mooring Pattern of a Semi-Submersible Platform / H. Sabziyan, H. Ghassemi, F. Azarsina, S. Kazemi // Journal of Subsea and Offshore. - 2015. - Vol. 1. - P. 18-25.

70. Kolacio, I. Analiza sidrenja poluuronjive platforme scarabeo 7 [Analysis for Semisubmersible platform Scarabeo 7] / I. Kolacio, J. Prpic-Orsic, K. Kurilic // Brodogradnja [Shipbuilding]. - 2010. - 61 (1). - P. 34-41.

71. Sabziyan, H. Effect of Mooring Lines Pattern in a Semi-submersible Platform at Surge and Sway Movements / H. Sabziyan, H. Ghassemi, F. Azarsina, S. Kazemi // Journal of Ocean Research. - 2014. - Vol. 2. - №1. - P. 17-22.

72. Yu, Y. Optimal design of asymmetrically arranged moorings in a floating production system based on improved particle swarm optimization and RBF surrogate model / Y. Yu, M. Zhao et al. // Marine Structures. - 2024. №94:103576.

73. Brommundt, M. Mooring System Optimization for Floating Wind Turbines using Frequency Domain Analysis / M. Brommundt, L. Krause, K. Merz, M. Muskulus // Energy Procedia. - 2012. - №24. - P. 289-296.

74. Du, J. Dynamic response characteristics of floating offshore photovoltaic systems with anchor position deviations under extreme environmental conditions / J. Du, D. Zhang et al. // Physics of Fluids. - 2025. -№ 37(2).

75. Ye, X. Multi-Objective Optimization Design of a Mooring System Based on the Surrogate Model / X. Ye, P. Zheng, D. Qiao et al. // Journal of Marine Science and Engineering (JMSE). - 2024. №12(10):1853.

76. Pillai, A. Mooring system design optimization using a surrogate assisted multi-objective genetic algorithm / A. Pillai, P. Thies, L. Johanning // Engineering Optimization. - 2018. - №51(3). - P. 1-23.

77. Lian, Y. Comparative Study on Dynamic Response of a Wave Energy Converter with Two Different Mooring Systems / Y. Lian, R. Wang, J. Zheng et al. // Proceedings of 10th International Conference on Coastal and Ocean Engineering. - 2024.

- P. 243-265.

78. Ja'E, I.A. Effect of Various Mooring Materials on Hydrodynamic Responses of Turret-Moored FPSO with Emphasis on Intact and Damaged Conditions / I.A. Ja'E et al. // Journal of Marine Science and Engineering (JMSE). - 2022. - №10(4).

79. Figueiredo, P. Parametric study of multicomponent mooring lines at catenary form in terms of anchoring cost / P. Figueiredo, F. Brojo // Energy Procedia. - 2017. -№136. - P. 456-462.

80. Carbono, A. Mooring Pattern Optimization using Genetic Algorithms / A. Carbono, I. Menezes, L.F. Martha // 6th World Congresses of Structural and Multidisciplinary Optimization, Brazil, Rio de Janeiro. - 2005.

81. Monteiro, B. Application of the particle swarm optimization method on the optimization of mooring systems for offshore oil exploitation / B. Monteiro, C. Albrecht, B. Jacob // 2nd International Conference on Engineering Optimization, Lisbon, Portugal.

- 2010.

82. DNV-OS-E301. Offshore standards. Position mooring, 2021. - 155 p.

83. Tahar, A. Hull/mooring/riser coupled dynamic analysis and sensitivity study of a tanker-based FPSO/ A. Tahar, M. Kim // Applied Ocean Research. - 2003. - №25(6). - P. 367-382.

84. Giron, A. An integrated methodology for the design of mooring systems and risers / A. Giron, F. Correa, A. Vazquez, B. Jacob // Marine Structures. -2014. - №39. -P. 395-423.

85. Monteiro, B. Toward a methodology for the optimal design of mooring systems for floating offshore platforms using evolutionary algorithms / B. Monteiro, A. de Pina, J. Baioco, C. Albrecht, B. de Lima, B. Jacob // Marine Systems and Ocean Technology. -2016. - №11(3-4). - P. 55-67.

86. Du, J. An investigation on low frequency fatigue damage of mooring lines applied in a semi-submersible platform / J. Du, S. Wang, A. Chang, H. Li // Journal of Ocean University of China. - 2016. -№15(3). - P. 438-446.

87. Mentes, A. Fuzzy decision support system for spread mooring system selection / A. Mentes, I. Helvacioglu // Expert Systems with Applications. - 2012. - 39(3). -P.3283-3297.

88. Lim, D. Prescreening of Environmental Conditions for Prediction of Severe Operation Condition of Offshore Structures / D. Lim, Y. Kim, T. Kim // Journal of Advanced Research in Ocean Engineering. - 2015. - №1(4). - P. 252-267.

89. Shafieefar, M. Mooring optimization of floating platforms using a genetic algorithm / M. Shafieefar, A. Rezvani // Ocean Engineering. - 2007. -№34(10). - P. 1413-1421.

90. Mirzaei, M. Mooring Pattern Optimization Using A Genetic Algorithm / M. Mirzaei, A. Maimu, A. Priyanto, A. Fitriadhy // Jurnal Teknologi (Sciences and Engineering). - 2014. - №66 (2). - P.189-193.

91. Ghafari, H. et al. Parametric study of catenary mooring system on the dynamic response of the semi-submersible platform / H. Ghafari et al. // Ocean Engineering. -2018. - Vol. 153. - P. 319-332.

92. Wang, H. Research on the Static and Dynamics Characteristics of Soft Yoke Mooring System Based on Multi-Rigid Body Interaction / H. Wang, Z. Zhang // Conference: ASME 2020 39th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering. - 2020.

93. Большев, А.С. Об одной из современных тенденций в численном моделировании динамики морских гидротехнических сооружений с помощью персональных компьютеров / А.С. Большев, С.А. Фролов, Е.В. Шонина // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. - 2025. - Т.316. - С. 116-134.

94. Wang, H. Model test and coupled dynamic analysis of a deepwater FPSO with internal turret mooring system / H. Wang, G. Ma, L. Sun, K. Hu // Brodogradnja: An International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering for Research and Development. - 2017. - №68(4). - P. 42-55.

95. Xu, S. Experimental and numerical investigation a semi-submersible moored by hybrid mooring systems / S. Xu, C. Ji // Ocean Engineering. - 2018. - №163. - P. 641678.

96. Wang, L. Design Optimization of a Mooring System for an Offshore Aquaculture Platform / L. Wang et al. // Journal of Marine Science and Engineering (JMSE). - 2023. - №11:2134.

97. Wang, H. Physical model test validation of dynamic similarity truncation method for an internal turret mooring system / H. Wang, Z. Zhang, G. Ma et al. // Ocean Engineering. - 2022. - №245(5).

98. Fan, T. Applicability analysis of truncated mooring system based on static and damping equivalence / T. Fan, N. Ren et al. // Ocean Engineering. - 2018. - №147. - P. 458-475.

99. Ferreira, F.M.G.. Using DOE and design optimization to determine statically equivalent mooring system on truncated water depth / F.M.G. Ferreira, E.N. Lages et al. // Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. - 2017. - №139(4).

100. Xu, S. A Mooring System Deployment Design Methodology for Vessels in Varying Water Depths / S. Xu, M. Liang, X. Wang, A. Ding // China Ocean Engineering. - 2020. - №34(2). - P. 185-197.

101. Iqbal, M. Optimization classification, algorithms and tools for renewable energy: A review / M. Iqbal, M. Azam, M. Naeem, A.S. Khwaja, A. Anpalagan // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2014. - №39. - P. 640-654.

102. Wu, B. Design Automation of Mooring Systems for Floating Structures / B. Wu, X. Cheng, Y. Chen, X. Ni, K. Zhang // Practical Design of Ships and Other Floating Structures. - 2020. - №65. - P. 579-594.

103. Montasir, O.A. Mooring System Optimisation and Effect of Different Line Design Variables on Motions of Truss Spar Platforms in Intact and Damaged Conditions / O.A. Montasir, A. Yenduri, V.J. Kurian // China Ocean Engineering. - 2019. - №233(4).

- P. 385-397.

104. Pillai, A.C. Optimization of Mooring Line Axial Stiffness Characteristics for Offshore Renewable Energy Applications / A.C. Pillai, P.R. Thies, L. Johanning // Twenty-eight International Ocean and Polar Engineering Conference, Sapporo, Japan. -2018.

105. Pillai, A.C. Comparing Frequency and Time Domain Simulations for Geometry Optimization of a Floating Offshore Wind Turbine Mooring System / A.C. Pillai, P.R. Thies, L. Johanning // Conference: ASME First International Offshore Wind Technology ConferenceAt: San Francisco, USA. - 2018.

106. de Pina, A.C. ANN-based surrogate models for the analysis of mooring lines and risers / A.C. de Pina, A.A. de Pina, C.H. Albrecht et al. // Applied Ocean Research.

- 2013. - №41. - P. 76-86.

107. Jin, H.Z. Design of automatic mooring positioning system based on mooring line switch / H.Z Jin, X.Y. Su, A.C. Yu, F. Lin // Dianji Yu Kongzhi Xuebao [Electric Machines and Control]. -2014. - №18(5). - P. 93-98.

108. Xu, S.W. A Mooring System Deployment Design Methodology for Vessels at Varying Water Depths / S.W. Xu, M.X. Liang, X.F. Wang, A.B. Ding // China Ocean Engineering. - 2020. - Vol. 34. -№2. - P. 1-13.

109. Zhu, H. Intelligent Optimization Design of a Deepwater Semi-Submersible Platform Mooring System Based on Multi-Task Shared Neural Networks / H. Zhu, J. Yang et al. // Offshore Technology Conference. - 2025.

110. Sun, Q. Anchor chain optimization design of a catenary anchor leg mooring system based on adaptive sampling / Q. Sun, W. Li et al. // Journal of Marine Science and Engineering (JMSE). - 2022. - №10(11): 1739.

111. Pillai, A.C. Development of a Multi-Objective Genetic Algorithm for the Design of Offshore Renewable Energy Systems / A.C. Pillai, P.R. Thies, L. Johanning // Conference: 12th World Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO), Germany. - 2017. - Vol. 12.

112. Monteiro, B.D.F. Optimization of mooring systems for floating offshore platforms considering seabed obstacles / B.D.F. Monteiro, C.H. Albrecht et al. // Proceedings of the ASME 2017 36th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, Norway, Trondheim. - 2017.

113. Ja'E, I.A. Optimization of mooring line design parameters using Mooring Optimization Tool for FPSO (MooOpT4FPSO) with the consideration of integrated design methodology/ I.A. Ja'E et al. // Ocean Engineering. - 2022. - №264(1).

114. Monteiro, B. Optimization of mooring systems in the context of an integrated design methodology / B. Monteiro, J. Baioco, C. Albrecht, B. de Lima, B. Jacob // Marine Structures. - 2021. - Vol. 75.

115. do Prado, V. Optimal design of mooring systems for floating production units based on metamodel-assisted Differential Evolution / V. do Prado, B. Monteiro et al. // Ocean Engineering. - 2022. - 266(11): 112752.

116. Monteiro, B. Artificial Neural Networks for Optimization procedures of Mooring System of Floating Platforms / B. Monteiro et al. // Ibero-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering (CILAMCE). - 2024.

117. Mentes, A. An application of soft computing techniques to predict dynamic behaviour of mooring systems / A. Mentes, M. Yetkin // Brodogradnja. - 2022. - №273(2). - P.121-137.

118. ГОСТ Р 58773-2019 (ИСО 19901-7:2013). Национальный стандарт Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Системы позиционирования плавучих сооружений. - М.: Стандартинформ, 2020. - 151 с.

119. Simao, M.L. An ULS reliability-based design method for mooring lines using an efficient full long-term approach / M.L. Simao et al. // Marine Structures. - 2025. -Vol. 99.

120. Справочные данные по режиму ветра и волнения Баренцева, Охотского и Каспийского морей. - СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2003. -214 с.

121. Большев, А.С. Программа расчета параметров ветра и волнения в арктических акваториях / А.С. Большев, С.А. Фролов, Е.В. Шонина // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2022666320. Федеральная служба по интеллектуальной собственности. - 2022.

122. Теслярук, И.Е. Плавучее основание радиолокационной станции морского базирования : выпускная квалификационная работа магистра: 08.04.01 / Теслярук Илья Евгеньевич. - СПб, 2016. - 255 с.

123. Амосов, А.А. Вычислительные методы для инженеров / А.А. Амосов, Ю.А. Дубинский, Н.В. Копченова. - М.: Высшая школа, 1994. - 273 с.

124. Chen, K. Digital Twin: Hybrid Virtual Simulation and Physical Monitoring Strategy for Long-Term Safe Operation of Floating Production Platform-Hybrid Polyester Mooring Lines-Steel Catenary Risers Multibody System in the South China Sea / K. Chen, J. Yang et al. // Conference: Offshore Technology Conference. - 2024.

125. Прохоров, А. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт / А. Прохоров, М. Лысачев, А. Боровков. - М.: АльянсПринт, 2020. - 401 с.

126. Боровков, А.И. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности : краткий доклад / А.И. Боровков. - СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2019. - 62 с.

127. ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. - М.: Российский институт стандартизации, 2021. - 10 с.

128. Gabardo, A. Advancements in Computational Tools for Integrated Mooring Systems Design: a review / A. Gabardo, T.P. Tancredi et al. // Conference: 12 Brazilian Congress on Oil and Gas R&D, Balneario Camboriu. - 2024.

129. Garrison, C. Wave forces on submerged bodies / C. Garrison, P. Chow // Journal of the Waterways, Harbors and Coastal Engineering Division. - 1972. -№98(WW3). - P. 375-392.

130. Bolshev, A.S. Mathematical modeling of offshore floating facilities using «Anchored Structures» Software Package / A.S. Bolshev, S.A. Frolov, M.A. Kuteinikov // Research Bulletin of the Russian Maritime Register of Shipping. - 2013. -№.36. P. 6890.

131. Rhett, C. How Much Does a Drilling Rig Cost in 2025? (New, Used, Rent) [Электронный ресурс] // URL: https://heavyequipmentappraisal.com/drilling-rig-cost/ (дата обращения 01.08.2025)

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт о внедрении результатов диссертационного

исследования

Рисунок А.1 - Скан-копия акта о внедрении результатов диссертационного исследования в деятельность организации ООО «Центр компьютерного моделирования динамики морских сооружений» (г. Санкт-Петербург)