Wind Load Analysis of 61ton-class Container Crane using the Computation Fluid Dynamics

61ton 컨테이너 크레인의 전산유동해석을 통한 풍하중 분석

Container cranes are vulnerable structure about difficult weather conditions bemuse there is no shielding facility to protect them from the strong wind. This study was carried out to analyze the wind load which have an effect on container crane according to the various wind direction. The container crane is a model of a 61-ton class that used broadly in the current ports. The external fluid field was figured as a cylinder which was set up $500m{\times}200m$. In this study, we applied mean wind load conformed to 'Design Criteria of Wind Load' in 'Load Criteria of Building Structures' and an external fluid field was divided as interval of 10 degrees to analyze effect according to a wind direction In this conditions, we carried out the computation fluid dynamic analysis using the CFX-10. As we compared computation fluid dynamic analysis with wind tunnel test, we analyzed the wind load which was needed to design the container crane.

컨테이너 크레인은 강풍으로부터 보호를 받기 위한 차폐물이 없는 곳에 존재하기 때문에 이상 기후 조건에 취약성이 있는 구조물이다. 본 연구에서는 풍향변화에 따라 컨테이너 크레인에 작용되는 풍하중을 분석하기 위하여 수행되었다. 사용된 모델은 61톤 급 컨테이너 크레인으로 현재 항만시설에 많이 사용되는 모델이다. 유동장은 원통으로 모델링하였으며, 직경 500m, 높이 200m로 설정하였다. 본 연구에서는 건축물 하중기준의 풍하중 설계기준에 따라 풍하중을 적용하였으며 풍향에 따른 영향을 분석하기 위해서 유동장을 $10^{\circ}$ 간격으로 분할하였다. 이를 바탕으로 CFX-10을 사용하여 전산유동해석을 수행하고 이를 통하여 얻어진 결과와 풍력실험 결과를 비교 연구함으로써, 컨테이너 크레인의 구조설계에 필요한 풍하중을 분석하였다.