The Tension Leg Platform(TLP) is restrained from oscillating vertically by tethers(or tendons), which are vertical anchor lines tensioned by the platform buoyancy larger than the platform weight. Thus a TLP is a compliant structure which allows lateral movements of surge, sway, and yaw but restrains heave, pitch, roll. In this paper, the motions of a TLP in current and waves were investigated. Hydrodynamic forces and wave exciting forces acting on the TLP were evaluated using the three dimensional source distribution method. The motion responses and tension variations of the TLP were analyzed in the case of including current or not including one in regular waves and effects of current on the TLP were investigated.
Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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2002.10a
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pp.256-260
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2002
This report summarizes the results of global performance analysis of TLP(Tension Leg Platform) at in-place operation condition. The frequency and time domain analysis were performed to calculate the wave induced dynamic responses of TLP using the commercial 3-D diffraction program, MOSES. As results of the analysis, air-gap, excursion and tension on the tendons&risers were provided. For verifying, the existed numerical and experimental result were compared with the results of the present study.
This paper presents a method of the reliability analysis for a tension leg platform(TLP)in severe storm waves by using the first passage concept of the random tensile stress in the tendons. In the present method, two failure conditions are considered ;i.e., the exceedance of the ultimate tensile capacity and the occurrence of the negative tension. In order to consider the correlation effects between the failure events for each corner resulted from the rupture of all tencons at one corner, a new system limit state for a rectangular shaped TLP is developed, which is defined in terms of the TLP motions in the vertical plane ;i.e., heave, roll, and pitch. To illustrate the validity of the present method, the numerical analysis is carried out for two TLP's with different structural dimensions. Then, the results are compared with those by other methods.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.7
no.4
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pp.73-81
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1987
Dynamic analysis of tethers and platforms of tension leg platforms(TLP's) subjected to wave forces is presented in this paper. The efficient platform analysis model which can adequately include the dynamic characteristics of tethers is proposed, and the platform motion analyses are mainly carried out using this model. Also, the tether analyses are performed utilizing the finite element method with geometric stiffnesses due to the pre-tension in tethers. Two different. TLP's located in 1000 ft and 3000 ft waters are chosen as example structures. For the purpose of comparison, analyses are also carried out by two different models. One is the conventional model in which the tethers are idealized as weightless springs. The other is the coupled model of platform and tethers. A comparison has been made between the results obtained by three different models mentioned above. Also, effects of the conventional stiffnesses of tethers and the wave exciting forces acting on tethers for the tether responses are examined.
There are many theoretical analyses and experimental studies of the hydrodynamics for the tension leg platform (TLP) of a floating wind turbine. However, there has been little research on the arrangement of the TLP's internal structure. In this study, a TLP model and a 5-MW wind turbine model as proposed by the Minstitute of Technology and the National Renewable Energy Laboratory have been adopted, respectively, to comprehensively analyze wind effects and wave and current combinations. The external additional coupling loads on the TLP and the effects of the loads on variables of the internal structure have been calculated. The study investigates preliminary layout parameters-namely, the thickness of the tension leg body, the contact mode of the top tower on the tension leg, the internal stiffening arrangement, and the formation of the spoke structure-and conducts sensitivity analyses of the TLP internal structure. Stress is found to be at a maximum at the top of the tension leg structure and the maximum stress has low sensitivity to the load application point. Different methods of reducing maximum stress have been researched and analyzed, and the effectiveness of these methods is analyzed. Filling of the spoke structure with concrete is discussed. Since the TLP structure for offshore wind power is still under early exploration, arrangements and the configuration of the internal structure, exploration and improvements are ongoing. With regard to its research and analysis process, this paper aims to guide future applications of tension leg structures for floating wind turbine.
The tension leg platform (TLP) is a vertically moored structure with excess buoyancy. The TLP is regarded as moored structure in horizontal plan, while inherit stiffness of fixed platform in vertical plane. In this paper, a numerical study using modified Morison equation was carried out in the time domain to investigate the influence of nonlinearities due to hydrodynamic forces and the coupling effect between surge, sway, heave, roll, pitch and yaw degrees of freedom on the dynamic behavior of TLP's. The stiffness of the TLP was derived from a combination of hydrostatic restoring forces and restoring forces due to cables and the nonlinear equations of motion were solved utilizing Newmark's beta integration scheme. The effect of tethers length and wave characteristics such as wave period and wave height on the response of TLP's was evaluated. Only uni-directional waves in the surge direction was considered in the analysis. It was found that for short wave periods (i.e. 10 sec.), the surge response consisted of small amplitude oscillations about a displaced position that is significantly dependent on tether length, wave height; whereas for longer wave periods, the surge response showed high amplitude oscillations about that is significantly dependent on tether length.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.7
no.3
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pp.223-228
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1987
An efficient method for the calculation of wave forces on a tension leg platform(TLP) is presented in this paper. It is based on the Morison's equation with two corrective terms. One is the reduction of the inertia forces on the vertical columns in order to include the wave diffraction effect particularly for small wave conditions. The other is the inclusion of the hydrodynamic forces acting at the bottoms of the columns. Numerical studies are carried out for a TLP in 1000 ft water with two different wave heading angles($0^{\circ}$ and $45^{\circ}$). The reponse amplitude operators(RAO's) for the TLP motions and top tether tension variations are obtained by the present method and the theoretically more accurate method based on the diffraction theory. A comparison has been made between the results obtained by two methods.
Kim, Hyuncheol;Kim, Imgyu;Kim, Yong Yook;Youn, DongHyup;Han, Soonhung
Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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v.2
no.4
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pp.179-191
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2016
As the demand for renewable energy has increased following the worldwide agreement to act against global climate change and disaster, large-scale floating offshore wind systems have become a more viable solution. However, the cost of the whole system is still too high for practical realization. To make the cost of a floating wind system be more economical, a new concept of tension leg platform (TLP) type ocean floating wind system has been developed. To verify the performance of a 5-MW TLP type ocean floating wind power system designed by the Korea Advanced Institute of Science and Technology, the FAST simulation developed by the National Renewable Energy Laboratory is used. Further, 1/50 scale model tests have been carried out in the ocean engineering tank of the Research Institute of Medium and Small Shipbuilding, Korea. This paper compares the simulation and ocean engineering tank test results on motion prediction and tension assessment of the TLP anchor.
The tension leg platform (TLP) is one of the compliant structures which are generally used for deep water oil exploration. With respect to the horizontal degrees of freedom, it behaves like a floating structure moored by vertical tethers which are pretension due to the excess buoyancy of the platform, whereas with respect to the vertical degrees of freedom, it is stiff and resembles a fixed structure and is not allowed to float freely. In the current study, a numerical study for square TLP using modified Morison equation was carried out in the time domain with water particle kinematics using Airy's linear wave theory to investigate the effect of changing the tether tension force on the stiffness matrix of TLP's, the dynamic behavior of TLP's; and on the fatigue stresses in the cables. The effect was investigated for different parameters of the hydrodynamic forces such as wave periods, and wave heights. The numerical study takes into consideration the effect of coupling between various degrees of freedom. The stiffness of the TLP was derived from a combination of hydrostatic restoring forces and restoring forces due to cables. Nonlinear equation was solved using Newmark's beta integration method. Only uni-directional waves in the surge direction was considered in the analysis. It was found that for short wave periods (i.e., 10 sec.), the surge response consisted of small amplitude oscillations about a displaced position that is significantly dependent on tether tension force, wave height; whereas for longer wave periods, the surge response showed high amplitude oscillations that is significantly dependent on wave height, and that special attention should be given to tethers fatigue because of their high tensile static and dynamic stress.
In this research, a typical tension-leg type of floating platform incorporated with an innovative concept of underwater tuned liquid column damper system (UWTLCD) is studied. The purpose of this study is to improve the structural safety by means of mitigating the wave induced vibrations and stresses on the offshore floating Tension Leg Platform (TLP) system. Based on some encouraging results from a previous study, where a Tuned Liquid Column Damper (TLCD) system was employed in a floating platform system to reduce the vibration of the main structure, in this study, the traditional TLCD system was modified and tested. Firstly, the orifice-tube was replaced with a smaller horizontal tube and secondly, the TLCD system was combined into the pontoon system under the platform. The modification creates a multipurpose pontoon system associated with vibration mitigation function. On the other hand, the UWTLCD that is installed underwater instead would not occupy any additional space on the platform and yet provide buoyancy to the system. Experimental tests were performed for the mitigation effect and parameters besides the wave conditions, such as pontoon draught and liquid-length in the TLCD were taken into account in the test. It is found that the accurately tuned UWTLCD system could effectively reduce the dynamic response of the offshore platform system in terms of both the vibration amplitude and tensile forces measured in the mooring tethers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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