To consider effects of essential parameters of water impact pressure on dynamic structural responses of bow bottom structures, a parametric study for a ship bottom panel is carried out. The idealized pressure time history models were assumed by triangular and rectangular shapes in time domain. The main loading parameters are duration time and peak pressure value maintaining the same impulse value. The structural models for local bottom stiffened panels of a container ship are analysed. The natural frequency analysis and transient dynamic response analysis are performed using MSC/NASTRAN. Added mass effects of contacting water are considered and the pressure distributions are assumed to be uniform in the whole water contacting surface. The effects of loading parameters on the structural responses, especially maximum displacements, are considered. Besides the peak pressure value, effects of duration time correlated with natural frequencies are thought to be the important parameters.
본 연구는 유한한 크기의 선저경사각을 갖는 2차원 쐐기형 구조물의 슬래밍 충격 현상을 수치 해석하였다. 비압축성 유체를 가정하였으며, 구조물의 입수 속도는 일정하게 유지하였다. 자유수면의 대 변형 및 동적 거동의 해석을 위해서 Geo-reconstruct(or PLIC-VOF) scheme을 사용하였다. 선저경사각이 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$ 및 $30^{\circ}$인 경우에 대해서 해석을 수행하였으며, 각각의 선저경사각에 대하여 입수면의 격자 크기 및 입수 속도를 변화시켜 슬래밍 충격력 수치 해석 결과에 미치는 영향을 조사하였다. 수치해석 결과는 Dobrovol'skaya(1969)의 상사해(similarity solution), Wagner 방법에 기초한 점근해(asymptotic solution) 및 경계요소법(Zhao et al.(1993))에 의한 해석 결과와 비교하였다.
For the development of the original technique of structural safety assessment of Cargo Containment System(CCS) in membrane type LNG carriers, it is necessary to understand the characteristics of dynamic response behavior of CCS structure under sloshing impact pressure. In the previous study, the wet drop impact response analyses of CCS structure in membrane Mark III type LNG carriers were carried out by using Fluid-Structure Interaction(FSI) analysis technique of LS-DYNA code, and were also validated through a series of wet drop experiments for the enhancement of more accurate shock response analysis technique. In this study, the characteristics of structural shock response behaviors of CCS structure were sufficiently figured out by careful examinations of the effects of specimen weight, drop height, incident angle, corrugation and stiffness of inner hull on its shock response behaviors. The shock response analysis of upward shooting fluid to inner hull was performed, and the reason of faster strain response than shock pressure one was also figured out.
연구배경 : 정신분열증 환자들이 정보처리 과정의 문제가 있을 것이라는 가설을 지지해 주는 사건관련유발 전위인 P3의 이상을 보고하는 연구들이 있어 저자들은 정신분열증 환자들에게 청각사건관련유발 전위를 실시하여 P3의 이상을 확인하고자 하였다. 또한, 음성 및 양성 정신분열증환자에 P3의 차이가 있는지 비교하였으며, 가족력이나 전기충격경련요법, 밖에 임상양상과 P3와의 연관성을 알아보기 위하여 본 연구를 실시하였다. 방법 : DSM-III-R 진단기준에 맞는 정신분열증 환자 54명 (남자 31, 여자 23) 과 그 대조군 75 명 (남자 33, 여자 42) 을 대상으로 oddball paradigm 을 이용한 사건관련유발전위를 실시하여 P3의 잠복기와 진폭을 측정하였으며, 정신분열증의 인지기능이상을 알아볼 수 있는 프랑크푸르트 임상검사를 같이 실시하였다. 결과 : 정신분열증 환자의 P3 잠복기는 그 대조군에 비해 의미 있게 지연되어 있었으며, 또한 모든 진폭도 대조군에 비해 의미 있게 감소되어 있었다. 정신분열증 환자군에서 프랑크푸르트 임상검사의 10가지 임상증상 모두에서 통계적으로 유의하게 높은 점수를 보였다. PANSS의 종합점수에 따라 음성과 양성으로 나누어 비교한 결과, P3의 잠복기 및 진폭에서 의미 있는 차이가 발견되지 않았다. 또한, 정신과질환의 가족력의 유무에 따라, 전기 충격경련요법 유무에 따라 비교한 결과 의미 있는 차이를 발견할 수 없었다. 환자군에서 프랑크푸르트 임상검사의 임상증상, 그밖에 임상특성과 P3의 잠복기와 진폭 사이에 연관성을 발견할 수 없었다. 결론 : 본 연구의 결과로 정신분열증 환자들에서 선택적 주의집중 과정의 이상이 있을 것이고 추측할 수 있었으며, 임상양상이나 가족력 유무와 P3사이에 연관성이 없다는 것을 시사해 주었다.
본 연구에서는 지진해일 모의결과를 바탕으로 하여 지진해일모형 결과에 민감하게 작용할 수 있는 다양한 입력조건을 분석하였다. 우선 2004년 인도양 지진해일 모의를 위하여 다중격자체계를 갖추고 있는 COMCOT모형과 수심적분된 Boussinesq모형의 결합모형을 사용하였으며, 근해역에 지진해일 충격 및 피해산정 결과에 유효한 영향을 주는 입력인자를 파악하기 위하여 4가지의 시나리오를 설정하였다. 각 시나리오에서는 3개의 서로 다른 독립인자가 포함되었으며 이들은 배타적으로 결정되어 최소한의 시나리오로 다양한 분석이 가능하도록 하였다. 즉, 시나리오 1에서는 지진해일의 초기수면상태를 산정하기 위한 간략화된 단층모형을 적용하였고, 이 때 바닥마찰에 대한 고려는 배제되었다. 시나리오 2에서는 시나리오 1과 모든 조건은 동일하게 하였으나 유한단층 모형을 통해 초기수면상태를 산정하도록 하였다. 이처럼 유사하게 시나리오 3에서는 복잡한 지형 특성을 나타내는 몰디브 지역의 보다 정확한 해석을 위하여 몰디브 지역의 상세격자망을 추가적으로 다중격자체계에 포함시켰다. 마지막으로 바닥마찰항에 대한 민감도를 분석하기 위하여 시나리오 4에서는 바닥마찰항에 대한 고려를 포함시켰다. 또한, 4가지 시나리오 외에 결합모형의 성능을 평가하기 위하여, COMCOT모형만을 사용하는 시나리오를 추가적으로 설정하였다. 즉, 시나리오 1과 모든 조건은 동일하되 COMCOT모형만을 사용하도록 하였다. 설정된 조건에 따른 수치모의 결과, 지진해일 내습에 따른 해수위 변화는 각 시나리오별로 큰 차이를 보이지 않았으나, Boussinesq모형에 의한 지진해일의 동수역학적 거동은 COMCOT모형을 사용한 결과와 유의한 차이를 보였으며, 특히 파랑에 기인한 난류적 거동은 극명한 대조를 이루었다. 따라서, 본 연구결과를 통해 향후 파랑에 기인한 난류적 거동의 정확모의를 위해 수치해석에 따른 확산오차 및 바닥마찰항에 대한 면밀한 연구가 필요함을 시사하였다.
When underwater blasting is conducted, both shock waves and water waves have an effect on adjacent coastal areas. In this study, an empirical formula for estimating the details of water waves caused by underwater blasting was applied to a non-reflected wave generation system, and a 3D numerical wave tank (NWT) was improved to reproduce the generation and propagation of such water waves. The maximum elevations of the propagated water waves were comparatively analyzed to determine the validity and effectiveness of the NWT. Good agreement was demonstrated between the empirical and simulation results. The generation and propagation of water waves were also simulated under each underwater blasting scenario for the removal of the Todo islet at the Busan Newport International Terminal (PNIT). It was determined that the water waves generated by the underwater blasting scenario examined in this study did not have a significant impact on the PNIT. In addition, multiple-charge blasting caused higher wave heights than single-charge blasting. As the amount of firing charge increased, the wave height also increased. Finally, larger water waves were generated during the later blasting conducted at a deeper depth as compared with an earlier blasting conducted at a relatively shallow depth.
지하 대수층에 가해진 수문학적 충격에서 나타난 지하수위 변화를 관측하고 분석하여 굴포천 임시방수로구간의 지하수 수위 변동 특성을 규명하였다. 지하수위란 그 지점을 지나가는 등포텐셜 값으로 지하수 압력이 그 위치에서 대기압과 균형을 이루고 있는 것으로, 이는 고정된 것이 아니라 수문학적 충격에 대응해서 변화하게 되는데 관측지점으로부터 지하수면까지의 깊이를 반복적으로 측정함으로서 파악할 수 있다. 김포-김포 국가지하수관측소의 1일 지하수 유출수문곡선의 지하수위 변화식과 변동폭을 평가요소로 하여 18개소의 관측시스템의 지하수 변동 특성을 영향형, 관측요망형, 비영향형 등으로 분류하였다. 그 결과 영향형은 전체의 50%로 수문학적 충격에 의해 수위변화가 민감하게 반영되며 임시방수로로부터 거리가우선적인 요인으로 판단된다. 관측요망형은 27.8%로 2개의 평가요소 중 1개가 기준에 미달한 경우이다. 비영향형은 22.2%로 지하수위 변화가 강우사상에 대해서만 반응함으로써 두 가지의 평가요소를 초과한 것들이다.
본 연구에서는 홍수가 범람하였을 때 제내지에서 발생하는 동역학적 거동을 정확히 모의하기 위해, 시간에 따른 제방붕괴 양상을 고려하여 제방붕괴시 제내지로 유입되는 월류량을 정확하게 산정하였다. 2차원 비선형 천수방정식을 지배방정식으로 사용하였으며, 비구조적 격자계가 적용된 유한체적법을 이용하여 제방붕괴를 모의하였다. 제방붕괴시 발생하는 충격파 흐름을 해석하기 위하여 HLLC approximate Rimann solver를 사용하였고, 수치진동을 제어하기 위해 TVD 제한자를 사용하는 WAF(Weighted Averaged Flux) 기법을 사용하였다. 또한 생성항은 연산자 분리기법을 이용하여 비 물리적인 결과가 나오지 않도록 하였다. 먼저 본 모형을 댐붕괴 문제에 적용하여 댐 붕괴시 발생하는 자유수면 변위를 계산하였으며, 경사식 방파제의 월류량을 산정하여 기존 실험결과와 비교 검증하였다. 그 결과 충격파를 잘 모의하고 있었으며, 월류량 또한 기존 실험결과와 일치하였다. 또한 제방 붕괴시 발생하는 흐름에 대해 높이와 폭을 각각 시간에 따른 함수로 가정하여 적용하였다. 제방붕괴 유형에 따른 월류량을 각각 비교한 결과, 제방이 갑작스럽게 붕괴된 경우에서의 월류량이 점진적으로 붕괴되는 조건에서의 월류량보다 크게 산정됨을 알 수 있었다.
The hydrodynamic impact problem was studied from 1929 to recent. Especially, Impact pressure is important for the design of the ships and offshore structure and spacecrafts, and under weapons. A ship traveling at high speed or in heavy sea has its bow and bottom damaged by high pressure caused by impact with and detachment from the water surface. Considerable impact may also occur when large waves hit the cross member or deck plate of an offshore structure within the splash zone. Many engineering cases require consideration of impact pressure, the movement of objects and change of the flow field. This study was obtained the pressure distribution of a falling body that is deadrise angle $0^{\circ}$ and deadrise angle $5^{\circ}$ upon a water surface by the experiment with the impact machine. The theoretical equation was obtained the air region and the interface and the water region which devide 3 parties between the body and the water surface for an investigation of the complete phenomena. Pressure distributions and histories compare favorably with available experimental data. The numerical results are similar to the experimental results for the impact force type with Fo(1+$cos{\pi}t/tc$).
The present study is concerned with the numerical analysis of the sloshing impact pressure of the Liquefied Natural Gas (LNG) carriers in rough sea. The reliable predictions of the both random tank motions in irregular waves and violent fluid flow in the LNG tanks are required for practical sloshing analysis procedure of LNG carriers. The three-dimensional numerical model adopting SOLA-VOF scheme is used to predict violent free surface movements of LNG tank in irregular motions. For accurate input motion of tank, a three-dimensional panel method program called SSMP (Samsung Ship Motion Program) is applied for seakeeping analysis. Comparison studies of sloshing analysis are carried out for No.2 tank of 138K and 205K LNG carriers to verify the safety of the LNG containment system of the proposed 205K large LNG carrier.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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