Extreme Wave Warning Criteria for Marine Structures

ExWaMar (EXtreme wave WArning criteria for MARine structures) prosjektet hadde til formål å utvikle bedre varslingskriterier for ekstreme og monsterbølger for marine strukturer. Videre, målet av ExWaMar var å inkludere disse kriteriene i de løpende operasjonelle prosedyrene for marine strukturer og implementere dem i varslingssystemet av MET Norway. Forbedret varsling av ekstreme bølger er av viktighet for varslingstjenestene som MET Norway gir til skip og oljeselskaper i dag. ExWaMar prosjektet var koordinert av DNV GL mens MET Norway og Universitetet i Oslo var partnerne i prosjektet. Prosjektet begynte 1 august 2016 og ble avsluttet 29 februar 2020. I prosjektet vi utviklet og forbedret numeriske modeller for simulering av havbølger for dypt, mellom-dypt og grunt vann, samt forbedret den generelle statistiske beskrivelsen av bølger. Dette er viktige verktøy for DNV GL som kan anvendes for mange formål innen forskning og rådgiving tjenester i tillegg til design og marine operasjoner. Historisk og fremtidig bølgeklima var også evaluert med tanke på bølgespektra og bølgeparametre som er indikatorer for forekomst av monsterbølger. Felt forsket av ExWaMar har vært utfordrende, derfor vi har tilnærmet seg dette på tre måter: kriteria basert på fysiske bølgeparametre, kriteria som utnytter maskinlæring metoder, basert på historiske data, og kobling av varslingsspektra og den numeriske ikke-lineær bølgekode HOSM (Høyre Orden Spekral Metoden). Den siste er beregnende krevende idag, derfor prosjektet konsentrert seg på de to andre opsjonene. Kunnskapen om ikke-lineære bølger utviklet i prosjektet og forbedret HOSM koden er allerede brukt i DNV GL intern og ekstern tjenester. Foreslått ExWaMar varslingskriterier for ekstreme og monster bølger basert på fysiske bølge parametre og maskinlæringer er under validering i operasjonell varslingssystemet av MET Norway. Noe av ExWaMar resultater er implementert i DNV GL RP C-205 Environmental Conditions and Environmental Loads, utgaven september 2019. HOSM koden vil bli en del av DNV GL SESAM Software Systemet. Informasjon om prosjektet finnes på ExWaMar web-site: https://www.dnvgl.com/research/maritime/exwamar.html ExWaMar resultater var presentert på: -Den 5 og 6 Norge-Skottland Bølge Symposium (Oslo 9-10 januar 2017; Edinburgh, 8-10 mai 2019) https://www.mn.uio.no/math/english/research/groups/mechanics/events/5th-norway-scotlandwaves-symposium.html https://sites.google.com/site/6thnswaves/venue -Den Internasjonale Konferansen OMAE 2017 i Trondheim, Norge, 25-30 juni 2017; OMAE 2018 i Madrid, Spania, 17-22 juni 2018; OMAE 2019, Glasgow, Skottland, 9-14 juni 2019; og OMAE 2020, planlagt å være i Florida, USA, 28 juni-3 juli, 2020. -Den Internasjonale Kongressen EGU 2017, 23-28 april 2017; EGU 2018, 3-18 april 2018; EGU 2019, 7-12 april 2019 i Wien, Østerrike. -Den Internasjonale IOGP/JCOMM/WCRP Workshopen: Our future climate- Understanding the spread of physical risk for the oil and gas industry. 25-27 september 2018, i BP Upstream Learning Centre (ULC) i Sunbury, GB. -Den Internasjonale Workshopen Future Paths and Needs for Wave Modelling, 21-22 oktober 2019, Trondheim, Norge. https://www.sintef.no/en/events/future-paths-and-needs-in-wave-modelling/ -Den 2 Internasjonale Workshopen Waves, Storm Surges and Coastal Hazards, sammen med den 16 Internasjonale Workshopen Wave Hindcasting and Forecasting, 10-15 november 2019, Melbourne, Australia. www.waveworkshop.org -Seminarer for akademia og marin industri. ExWaMar prosjektet er beskrevet i DNV GL GTR 2017 Research Review og referert i DNV GL feature-artikkelen Rethinking Rogue Waves, https://www.dnvgl.com/feature/rogue-waves.html og februar 2020 Teknisk Ukeblad artikkelen av journalisten Håvard Solerød.

The ExWaMar project has contributed to enhancement of safety at sea. The project results have increased knowledge about rogue waves and their probability of occurrence. Two alternative approaches for warning criteria for extreme and rogue waves have been proposed. The first one is employing physical wave parameters and the second approach the Machine Learning methods. MET Norway has implemented the proposed warning criteria in MET Norway operational forecast and is validating them. ExWaMar results are implemented in DNV GL RP C-205 issued in September 2019. The HOSM will become a part of the DNV GL SESAM Software System. DNV GL Maritime Advisory services are already using HOSM and the knowledge developed in ExWaMar in commercial projects. The ExWaMar project contributed to education of young people. We expect that the ExWaMar results will result in new services in DNV GL and MET Norway and bring new students to UiO as well as improve design and operations of marine structures.

ExWaMar is dedicated to development of improved warning criteria that indicate increased risk of extreme or rogue waves, relevant for shipping and offshore industries. These criteria will be included in current operational procedure for marine structures in DNV GL as well as implemented in the forecasting system of MET Norway. Enhancing the forecast of extreme and rogue waves is of high importance for the wave forecasting services provided by MET Norway to shipping and oil companies today. In the course of this project we will also develop and improve numerical models for simulations of ocean waves on deep, intermediate and shallow water, as well as improve the description of general wave statistical properties. These are important tools for DNV GL that can be used in a number of applications in research and advisory services as well as for design and marine operations. Finally, the past and future climate will be evaluated with respect to wave spectra and statistical properties of waves, contributing to the implementation of climate change in DNV GL Rules and Standards.