Large Slow-Drift Motions of a Floating Body in Slightly Modulated Waves

해상(海上)에 계류(繫留)된 부유체(浮遊體)의 표류운동(漂流運動) 해석(解析)

For a moored body on the sea surface, incident waves with narrow-banded spectra excite the body oscillations of short and long periods. Since the period of slow oscillations can be as long as the natural period of the moored body in horizontal modes, resonance can occur and resulting large motions may cause significant strains in mooring cables. By using the perturbation method of multiple scales, the large slow motion can be analyzed without solving any second-order potentials explicitly. To the leading order, the flows associated with the fast and slow motions interact only parametrically and thus they can be studied separately. It is found that the slow motion strongly depends on the mooring stiffness. In particular, if the moring stiffness is considerably weak compared to the body inertia, the slow motion is highly amplified near resonance. It is also shown that the slow motion is associated with the generation of long waves.

해상에 계류된 부유체에 좁은 폭의 스펙트럼을 갖는 파가 입사하게 되면 부유체는 두 가지의 대조적인 주기를 갖고 운동을 한다. 이 운동중 장주기 성분의 주기는 계류된 부유체의 수평방향 고유주기와 같은 정도의 크기여서 유발되는 대진폭 수평 변위는 계류삭에 심각한 응력을 발생시키므로 이에 대한 해석이 필요하다. 본 연구에서는 다척도전개기법(Multiple-Scale Expansion Method)을 시간과 길이에 적용하여 부유체의 운동은 선형 1차 조화 문제와 선형 장주기 문제의 2가지 선형 문제로 표현될 수 있음을 보였다. 따라서 임의 형상을 지닌 3차원 부유체의 대진폭 표류 운동은 2차 포텐셜문제를 풀지않고 해석될 수 있음을 입증하였다. 아울러 장주기 표류운동에 수반되어 장파가 발생함을 보였으며 장주기 운동과 관련되는 감쇠력에 대해서도 고찰하였다.