초록
본 논문에서는 거대 부유체의 유체-구조 상호작용에 대한 보다 엄밀한 해석법을 전개하여 사파중에 놓은 구조물의 유탄성 거동에서 전단변형의 영향을 고찰하였다. 구조 해석 방법으로는 Mindlin 판 이론에 바탕을 둔 유한요소법을 사용하였으며, 유체장은 일정패널법을 이용한 그린함수법을 적용하였다. 유탄성 해석의 검증을 위해 선수파의 경우에 Yago & Endo가 수행한 Mega Float 모델의 실험결과와 비교하였는데, 전반적인 거동은 비교적 잘 일치하나 양단에서의 변위는 약간의 차이를 보였다. 유체-구조간의 상호작용에 기인하는 방사압력이 파 강제압력보다 국부적으로 큼을 보였으며, 계류계에 의하여 응답이 크게 줄어들 수 있음을 확인하였다. 또한 상기한 메가 프로트의 경우 사파중에서 전체 변형중 전단변형이 차지하는 비중은 대략 4% 정도임을 밝혔다.
In this paper, the fluid-structure interaction of large floating structures has been rigorously analyzed and the shear effect on the structural deformation has been investigated in oblique waves. A constant panel method(CPM) based on the Green function method is implemented for computing the hydrodynamic pressure, while a finite element method(FEM) is applied for the structural response based on the Mindlin plate theory with including shear deformation. In order to validate the method, we compared numerical results with experimental ones of Mega Float carried out by Yago & Endo in head waves. General behavior shows good agreement but the local displacement at the ends is slightly different. The numerical results show that the radiation pressure due to the fluid-structure interaction is locally larger than that of wave excitation and mooring devices greatly reduce the response. It is observed that the shear effects among the total deformation constitutes about 4% in the case of Mega Float in oblique waves.
