• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.146-159
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• 2016

본 연구에서는 정상흐름 하에서 스포일러가 부착된 해저파이프라인의 자가매설 기구를 분석하기 위하여 유체역학적 특성을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes Solver(LES-WASS-2D)를 이용하였다. 본 논문에서 적용하는 수치모형의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 기존의 스포일러 유무에 따른 파이프라인 주변의 흐름특성을 나타낸 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그리고 입사유속, 스포일러의 제원 및 배치에 따른 파이프라인 주변의 수리특성(유동, 와동, 압력)과 작용력 특성을 수치적으로 분석하였다. 그 결과 1차적으로 해저파이프에 스포일러가 부착된 경우에 투영면적이 증가함으로 인하여 배후로 빠져나가는 유속이 커지고, 동시에 배후에서 발생하는 후류에 기인한 강한 와동이 발생한다. 그리고 2차적으로는 스포일러의 영향으로 상하 비대칭적인 유동 및 와동장이 발생하고, 이로 인해 비대칭적인 압력장이 형성된다. 이것은 파이프에 작용하는 힘의 비대칭성을 증가시켜 하향의 유체력을 크게 발달시킨다. 이와 같은 두 가지의 큰 원인으로 인하여 스포일러 부착형 해저파이프라인이 자가매설 되는 것으로 이해된다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권4호
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• pp.310-319
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• 2016

If a spoiler was attached to the pipeline investigated in a previous study, a strong flow and vortex at the lower part caused scouring and thus an asymmetric pressure distribution, which assisted in the analysis of the self-burial structure where a down force was applied to the pipe. However, only the fluid-pipe interaction was considered, excluding the medium (seabed), when practically burying the pipeline. Thus, this study applied a numerical model (LES-WASS-2D) to directly analyze the non-linear interactions among the fluid, pipe, and seabed in order to perform numerical simulations of a pipeline with a spoiler installed on the seabed. This allowed the self-burial mechanism of a pipeline with a spoiler to be analyzed in the same context as the previous study that considered only the fluid-pipe interaction. However, when a pipeline was installed on the seabed, a strong flow and vortex were found at the front of the bottom, and a spoiler accelerated the fluid resistances. This hydraulic phenomenon will reinforce the scouring and down force on the pipeline. In the general consideration of the numerical analysis results by the specifications and arrangements of the spoiler, a pipeline with a spoiler was found to be the most effective for the self-burial function.