Abstract
A mathematical model for the dynamic analysis of the riser system is developed to investigate the effect of internal flow on the free vibration of marine riser system which includes a steady flow inside the pipe. A semi-analytical method using series expansion is employed to derive Eigenvalue problem to facilitate the evaluation of the system frequencies, and its validity is given through the comparison of the solutions with the conventional method using system matrices. The algorithm is implemented to develop computer programs for the estimation of the system frequency. The investigations of the effect of internal flow on system frequency are performed according to the change of parameters such as top tension, internal flow velocity, and so on. It is found that the effect of internal flow can be controlled by the increase of top tension. However, careful consideration has to be given in the design point, particularly for the long riser.
해저 riser관내에 내부유체 금이 발생한 때 그 흐름으로 인해 riser system의 자유진동에 미치는 영향을 조사하기 위해 수학적 모델이 유도된다. System의 고유진동수를 계산하기 위해 조화함수 확장을 적용하여 고유치 방정식을 유도하는 부분해석적 방법을 사용하였다. 그리고 이 방법론은 기존 해석론에 의해 비교 검증된다. 컴퓨터 프로그램을 위한 알고리즘이 개발되어 내부유체 흐름이 system 고유진동수에 미치는 영향을 상부인장력, 내부 유체흐름 속도 등과 같은 인자의 변화에 따라 조사하였다 분석결과 내부유체흐름의 영향은 상부인장력에 의해 지배되나 심해저 riser와 같은 장대 riser의 경우에 설계시 세심한 주의가 요구된다.