Cách xác định tọa độ Center of motion

Trong phân tích bài toán transportation bằng Sacs, việc xác định tọa độ trọng tâm chuyển động của tổ hợp kết cấu + xà lan là rất quan trọng, nó ảnh hưởng tới kết quả đầu ra của bài toán phân tích.
Dòng lệnh đầu tiên trong sacs là xác định tọa độ trọng tâm này, tên : *TOWOPT
Các bước dưới đây sẽ giúp anh em hiểu rõ cách xác định tọa độ tâm xoay này (Center of motion).
Notes - Số trong hình và trong towinp không liên quan tới nhau vì hình chỉ dùng để minh họa (be careful)
Hình 1: Mặt bằng Barge và đối tượng vận chuyển, các kích thước center of motion

Hình 2: Mặt đứng Barge và đối tượng vận chuyển, các kích thước center of motion

Hình 3: Nhập thông số Center of motion vào Sacs input tow.

Lưu ý:
Các bạn lưu ý về cách định nghĩa trục tọa độ trong *towinp cho đúng với model sacs mà mình đang sử dụng để phân tích. theo hình:

 

Chào các bạn,

Mình theo dõi chủ đề này một thời gian và xin phép mạn đàm với các anh em trong diễn đàn một chút về bài toán offshore transportation được tính toán bằng phần mềm SACS-TOW.

"The center of motion is the point about which the barge/structure system rotates when subject to transportation forces that induce pitch, roll and/or yaw." (SACS - TOW Manual).

Như vậy điểm cần tìm ở đây là tọa độ của tâm xoay của hệ Sà Lan và Kết cấu vận chuyển, trong trường hợp này là Sà lan và Jacket. Ở Topic này bạn Admin chỉ nêu ra hình vẽ và chỉ ra các khái niệm Rx, Ry, Rz nhưng thứ quan trọng nhất là tọa độ (x,y,z) của COR mà ở đây là của cả hệ sà lan với hình dáng thực có thể được ballast và jacket chứ không phải là COR hay là COG của sà lan giả thiết là hình hộp chữ nhật.

Thực tế, dưới tác dụng của môi trường thì vị trí của điểm tâm xoay này thay đổi liên tục theo thời gian (http://en.wikipedia.org/wiki/Instant_centre_of_rotation). Chính vì vậy việc coi hệ sà lan + jacket đứng yên chịu tác động của các gia tốc lắc theo cách của SACS-TOW có thể ví như bài toán tựa tĩnh và không chính xác so với thực tế. Không phải lúc nào hệ cũng chịu các tải trọng, tổ hợp tải trọng là các gia tốc lấy theo khuyến cáo của Noble Denton cả. Việc tính toán theo phương pháp này chỉ là cách an toàn và phù hợp với các chân có khối lượng, kích thước nhỏ. Đối với các jacket lớn thì các bạn nên dùng các phương pháp tính, phần mềm tính khác để thể hiện đúng sự làm việc của hệ trong môi trường biển.

Có vài lời mạn đàm với anh em như vậy, rất mong được học hỏi thêm từ mọi người.

 

Hi Man,
Hai nội dung bạn miêu tả ở trên thì ý số 1 là chính xác, bởi hình vẽ ở trên hướng dẫn cách xác định tâm Xà lan trong mô hình sacs (COR), theo mặc định thì tâm của kết cấu (jacket) trong model đã được xác định tự động
Như vậy điểm center of motion thực chất chỉ là tâm của xà lan trong model sacs. chứ còn lý thuyết thì như bạn miêu tả.
Ý thứ 2 thì không hoàn toàn đúng, bởi tất cả các lý thuyết tính toán đều chỉ có thể mô tả gần đúng nhất trạng thái làm việc của kết cấu trong thực tế bằng mô hình, không phải là mô tả chính xác. chỉ có điều là việc mô tả đó sai số ở mức nào, có/không chấp nhận được hay thôi.
nếu bạn có sử dụng các phần mềm khác thì cũng chỉ mang tính tương đối, có chăng sai số sẽ nhỏ hơn. or something like that.
have fun!

 

Vấn đề này bạn có thể tự kiểm chứng tính đúng sai bằng cách vào mục 2.2.3 trong manual của TOW thì thấy hình vẽ minh họa có Center of Rotation nó nằm cao hơn hẳn mặt sà lan và trong mục 2.2.2 đã nói rõ nó là tâm của hệ "SYSTEM" chứ không nói là tâm sà lan.

Còn chuyện sai số phần mềm thì bạn có thể kiểm chứng bằng cách tính. Nhưng có khi nào bạn tự hỏi là tại sao lại đưa các giá trị gia tốc vào mà không đưa các yếu tố môi trường vào để tính. Các giá trị gia tốc R,P,H bạn lấy ở đâu ra? Có phụ thuộc vào sóng, gió, loại sà lan, loại jacket, kích thước, trọng lượng jacket... không hay là tra từ bảng 7.2 của Noble Denton? Nếu lấy từ ND thì đó là giá trị mặc định áp dụng tính theo Upper Boundary. Giống như cần chở số gạo nhỏ hơn 5T thì ta có thể đưa cái xe tải 5T đi thì chở bao nhiêu cũng đươc, miễn là nhỏ hơn 5T.

 

Mình xin tham gia một vài ý kiến nhỏ: 1. Theo mình biết tính toán đưa vào các thông số môi trường cụ thể của tuyến vận chuyển là chính xác, việc dùng ND chỉ cho các KCD nhỏ là không chính xác mà đúng ra là áp dụng cho bước thiết kế FEED để có được đánh giá sơ bộ kết cấu. 2.Thông thường ở VN quá trình vận chuyển là ngắn ngày, các thông số môi trường ít thay đổi và ít xảy ra thời tiết tiêu cực nên việc tính toán vận chuyển áp dụng ND với các thông số chuyển động của nó thì bài toán sẽ đơn giản hơn nhiều.Mình tham khảo các file tính toán vận chuyển thì chưa thấy có cty nào tính toán cụ thể với điều kiện môi trường của tuyến vận chuyển cả. ND được xây dựng phù hợp với điều kiện biển mở, vùng biển VN có thể xem là vùng biển mở nên áp dụng ND là chấp nhận được

 

Công thức tính tọa độ trọng tậm của hai hay nhiều phần tử là:
Xg=(A1X1+A2X2+...+AnXn)/(X1+X2+...+Xn)
Yg=(A1Y1+A2Y2+...+AnYn)/(Y1+Y2+...+Yn)
như vậy khi mà trong sacs đã có tọa độ trọng tâm của kết cấu (jacket), giờ mình nhập thêm tọa độ trong tâm của barge vào sẽ tính được tạo độ trong tâm của cả hệ thống, right?
Hình như là mình đang tranh luận khá căng? dù là Noble Denton hay là tiêu chuẩn quy phạm gì gì đi nữa, lý thuyết công bố đã được kiểm chứng bằng thực tế và thí nghiệm cụ thể, vì vậy chúng ta ko thể ngồi một chỗ mà phán cái này hay cái kia sai.
là cán bộ thiết kế bạn cần phải biết, không có một lý thuyết nào là tuyệt đối đúng? Nói chung là cần trải nhiệm nhiều nhiều. ^^

 

Haiza, mình chỉ muốn cùng anh em làm rõ vấn đề thôi chứ không muốn tranh cãi với ai hết. Xem ra bạn Quân là hiểu vấn đề mình muốn nói. Sỡ dĩ mình nói ND là áp dụng cho jacket nhỏ vì sai số đó chấp nhận được (Sự khác biệt kết quả so với tính chi tiết không lớn lắm, không ảnh hưởng đến phương pháp và phương tiện thi công giữa giai đoạn feed và detail) chứ mình không muốn nói huỵch toẹt ra là dùng phương pháp đó không chính xác. Bạn admin nói rất đúng là không một lý thuyết nào tuyệt đối đúng. Nhưng có lẽ bạn nên tìm hiểu thêm xem SACS-TOW nó tính bài toán vận chuyển như thế nào, ý mình nói là phương pháp tính chứ không phải cách nhập số liệu tính. Hy vọng một ngày đẹp trời có một bạn nào đó biết và giải thích rõ là chỗ Center of Motion sẽ nhập giá trị như thế nào và làm rõ vấn đề này giúp anh em xem đó là Center of Motion/Rotation của cả hệ hay là Center of Gravity của Sà lan để anh em cùng học hỏi, rút kinh nghiệm. Và lời khuyên của mình cho bạn nào muốn tìm hiểu, muốn kiểm soát được kết quả tính mà không theo kiểu ước lượng như ND thì hãy dùng phần mềm khác chuyên nghiệp hơn để tính Motion và sau đó có thể nhập ngược lại để dùng SACS-TOW tính độ bền kết cấu vận chuyển (jacket/topside). Mình xin dừng tham gia bàn luận vấn đề này ở đây và đợi các bạn cho ý kiến để học hỏi và rút kinh nghiệm.

 

Chào các bạn, tôi thấy chủ đề này đang trở nên rất thú vị và hữu ích với tất cả AE làm CTB chúng ta. Tôi cũng xin mạn phép gửi gắm một vài kinh nghiệm và suy nghĩ của mình hy vọng được anh em chỉ giáo thêm:
1. Về định nghĩa thế nào là Center of Rotation (một số tài liệu gọi là Center of Motion) thì nói một cách đơn giản đó là 1 điểm trong không gian mà trong quá trình vận chuyển mọi điểm trong sơ đồ tính của chúng ta bao gồm Sà lan & cargo xoay quanh nó. Vì hệ của chúng ta là một hệ động nên điểm CoR này cũng thay đổi liên tục theo chuyển động của hệ.
2. Cách xác định CoR: để xác định chính xác CoR cần có phần mềm mô phỏng như MOSES chẳng hạn. Tuy nhiên đối với bài toán vận chuyển của chúng ta sử dụng xà làn có hình dáng gần như khối hộp chữ nhật nên CoR có thể được giả thiết là trọng tâm của mặt đường nước (giao diện giữa xà lan và mặt nước, các bạn xem thêm trong cuốn sách "Handbook of Offshore Engineering của tác giả SUBRATA K. CHAKRABARTI NXB Elsevier), vì sà lan được coi là hình khối hộp nên CoR coi như là trọng tâm của giao diện hình chữ nhật giữa xà lan và mặt nước. Theo hình vẽ của bạn Admin CoR của hệ là không chính xác vì CoR của hệ không phải là trọng tâm của sà lan.

---------- Post added at 09:02 AM ---------- Previous post was at 08:38 AM ----------

Theo tôi chúng ta không thể dựa vào hình vẽ trong mục 2.2.3 của Tow để xác định center of rotation của hệ được vì hình đó chỉ để minh họa mà thôi. Chúng ta cần dựa vào bản chất của CoR là gì và ứng dụng phần mềm mô phỏng. Khi sử dụng SACS tow chúng ta có thể giảm sai số khi giả thiết hệ đứng yên và gán các lực quán tính vào bằng cách ứng dụng một chức năng của SACS tow đó là khai báo góc nghiêng của hệ khi đó chương trình sẽ xác định chính xác tọa độ của các lump mass so với CoR để xác định giá trị và phương của lực quán tính chính xác hơn. Theo hiểu biết của tôi thì hiện nay các thiết kế vận chuyển trong khu vực ĐNA & cả VN ngoại trừ VSP hầu hết đều sử dụng motion criteria của Noble Denton vốn được sử dụng thích hợp nhất ở North Sea. Tính toán theo Noble Denton ở vùng biển VN trong mùa thi công biển theo tôi là quá conservative. Riêng ở VSP họ đã tính toán nhiều bài toán vận chuyển sử dụng số liệu cụ thể của tuyến vận chuyển - Mr. Quân nói chính xác vấn đề này.
Chúng ta không nên ngại tranh cãi nhau các vấn đề kỹ thuật vì nó sẽ làm chúng ta hiểu rõ vấn đè hơn và trưởng thành hơn. Tôi welcome tất cả các phản biện của các bạn. Have a nice day!

 

Hôm nay hỏi ông chuyên gia của Noble Denton đang traning ở PVMS được câu trả lời như hình dưới,center of motion chính là trọng tâm của mặt đường nước.

 

Rất vui vì có bạn BrianNg tham gia vào chủ đề. Về COR thì khi chúng ta biết rõ về nó thì chúng ta sẽ có cách tìm ra nó, mọi thông tin mình đưa ra chỉ là để minh họa trực quan thôi chứ không ám chỉ nó nằm cố định một chỗ nào đó.

Có một vấn đề cần làm rõ là mình cũng thích dùng SACS-TOW và ND chứ không phải là mình ghét nó, đi phê phán nó. Nhưng là dân kỹ thuật nên mình muốn hướng mọi người đến một phương pháp chính xác hơn. Các bạn lưu ý và đừng hiểu nhầm dụng ý của mình. Thực sự là hãng Bentley cũng thừa nhận SACS chưa mạnh về phần Naval và họ vừa mua thêm phần mềm FormSys để cứu cánh cho SACS về vấn đề phương tiện nổi. Như bạn BrianNg đã nói là hầu hết các cty trong vùng DNA đều dùng SACS vậy thì anh em mình nên tiếp tục sử dụng module Marine của SACS để giải quyết các bài toán của mình. Mong sẽ được tiếp tục trao đổi với các bạn về các vấn đề liên quan trong module Marine.

Hy vọng có thêm nhiều bạn nữa tham gia để giúp anh em hiểu rõ hơn về vấn đề này. Một người nói có thể không tin nhưng nhiều người nói cộng thêm kiến thức, tư duy của người đọc thì chắc chắn vấn đề sẽ lộ rõ một cách chính xác, khách quan nhất. Rất mong forum ngày càng có nhiều thành viên tham gia trao đổi thông tin.

 

Theo các file mẫu được biết thì tọa độ center of motion là tọa độ của Sà lan, tuy nhiên theo phương đứng, z trùng với mặt đường nước của sà lan. (cái này tùy thuộc vào mớn nước draft).
Và vì giả thiết barge là hình hộp nên các thông số tọa độ theo phương X và Y là lấy bằng với tọa độ trọng tâm của barge so với gốc trong sacs.
Hình vẽ sau sẽ giúp AE tường minh hơn:

 

Như vậy là sau 1 tuần vẫn chưa ai kết luận cái vấn đề này cả? Hiện tại bạn BrianNg thì theo "Hand book of offshore engineer", bạn Quan52cb thì theo cái hình nào đó về Ship stability, bạn admin thì theo cái hình tự vẽ trong excel và đều chung một ý kiến đó là center of motion của sà lan, và chính là tâm của mặt đường nước. Biết làm sao bây giờ? Mình nên tin các bạn hay là tin vào mình, tin vào manual của SACS '@^@|||Có bạn nào có ý kiến khác không?

 

Bạn Seastar là người khá bảo thủ :>, 3 trong 4 người tham gia topic cùng chung quan điểm, riêng bạn thì không.

 

Mình muốn có thêm vài bạn nữa cùng tham gia bàn về vấn đề này để làm rõ hơn. Mình sẽ rất buồn nếu như biết được hầu hết các ks VN chúng ta bị nhầm về vấn đề Center of Motion trong SACS-TOW và sẽ rất vui nếu như biết chỉ mỗi mình sai

 

Gửi các bạn để có thông tin tham khảo.

Mình nhờ cậu em (có license xịn của SACS, được hỗ trợ kỹ thuật) hỏi hãng Bentley giùm anh em mình về vấn đề Center of Motion trong SACS-TOWOPT nhưng không thạo Anh ngữ lắm nên các bạn chịu khó dịch ra xem nó nói thế nào và cùng nhau bàn luận nhé. Hy vọng rằng đọc xong thì chúng ta sẽ có cách nhìn chính xác hơn về CoM/CoR, không ai "bảo thủ" nữa mà cùng hướng về một sự thật khách quan.

++++++++++++

ST Description: A QUERY ABOUT CENTER OF MOTION
Product: SACS
Keyword: General

The motion center defined in column 31-51 of TOWOPT line is actually the location of the accelerations defined in ACCEL/MOTION lines in structural coordinate system; normally the location of the acceleration provided is in Barge coordinate system, in this case you will need to know the location of the structure on the barge and then calculate the location in structuural coordinate system. The Section 2.2.2 might be a little confuse, it is not the location of barge motion center, instead it is the location of the accelerations you entered to each load case.

-------Original Message-------

From: SupportBentley
Date:
To: ******
Subject: ST Number: {ticketno:[* * * * * *]}
Bentley Service Ticket for

Thank you for submitting your support request. This Email is to inform you that we have received your Service Ticket and will be responding to you shortly. The difficulty of your Service Ticket will determine the time in which you will receive a response. We are working on the item and will contact you by phone or Email with a response.

Technical Support Group
Bentley Systems, Inc.
685 Stockton Drive
Exton, PA 19341

Text of the Service Ticket
Contact Name: ************
Product: SACS
Version: XX.XX.XX.XX
Description: A QUERY ABOUT CENTER OF MOTION
Details: Dear Sir/Madam,

As defined in the TOW Manual 2.2.2 about CENTER of MOTION, ..."The center of motion is the point about which the barge/structure system rotates when subject to transportation forces that induce pitch, roll and/or yaw. The X, Y and Z coordinates of this point are specified in the Tow input file on the TOWOPT input line and are defined with respect to the model global coordinate system. Enter the global X, Y and Z coordinates of the center of motion in columns 31-37, 38-44 and 45-51, respectively".

I would like to know how to calculate the coordinate of COR or find where it located? Could you explain for me this point is only the COR of Barge or COR of Barge & Cargo System? And how to determine the values of Heave, Pitch, Roll acc? Please advise me.

 

Vụ này càng ngày càng hay, "it is not the location of barge motion center"
Bạn Seastar có thể liên hệ hỏi rõ ngưởi ta cách xác định điểm này như thế nào không?
có hình mình họa như những bài mình đăng thì tốt. so thanks
Dưới đây là hình ảnh về cách xác định vị trí center of motion mà mình thường làm:
Hình 1: mặt bằng vị trí kết cấu trên sà lan

Hình 2: mặt đứng vị trí kết cấu trên sà lan

 

Anh em cứ tập trung tìm hiểu một thời gian xem thế nào đã. Thì trong câu hỏi đã có ý bạn muốn hỏi rồi nhưng họ trả lời đơn giản vậy đó

 

Tốt nhất là bạn gửi hai hình trên tới người ta và nhờ confirm về tính chinh xác.
Chứ trả lời kiểu đó, xem ra vẫn chỉ là lý thuyết.

 

Xem ra bạn vẫn chưa tin vào sự thật. Rất tiếc là mình không có license nên không hỏi trực tiếp được.

 

Chào các bạn, không dám nhận mình giỏi TA nhưng theo mình hiểu trả lời của Bentley rất chung chung, đại khái là cần xác định tọa độ COR của hệ kết cấu để nhập vào input cho các dòng lệnh ACCEL/MOTION thông qua việc xác định vị trí của kết cấu so với sà lan/vessel. Thì đúng là như vậy, khi có motion thì COR của hệ rõ ràng là có thay đổi. Tuy nhiên với tính toán sử dụng sà lan dạng hình hộp chữ nhật và góc nghiêng nhỏ, COR của hệ có thể được giả thiết là nằm ở trọng tâm mặt đường nước. Khi nào đó rảnh hơn tôi sẽ gửi các bạn một số thông tin cụ thể hơn. Tuy nhiên tôi có thể cá với các bạn COR dùng trong SACS chính là trọng tâm của mặt đường nước. Thuật ngữ COR/COM có ý nghĩa nhiều hơn đối với tính toán integrity của kết cấu/cargo & seafastenings hơn là naval architecture vì vậy đôi khi gây khó khăn cho anh em làm kết cấu trong việc tra cứu. Các bạn nên tìm hiểu thuật ngữ centre of flotation/floatation đối với các tài liệu về naval architecture xuất bản ở châu Âu hoặc center of flotation/floatation đối với các tài liệu xuất bản ở Mỹ sẽ hiểu rõ hơn về vấn đề này. Have a nice day!