• 한국해양공학회지
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• 제17권4호
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• pp.8-15
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• 2003

When a typoon sets into harbour, a moored ship shows erratic motions and even mooring line failure may occur. such troubles may be caused by harbour resonance phenomena, resulting in large motion amplitudes at low frequency, which is close ti the natural frequency of th moored ship. The nonlinear motions of a ship moored to quay are simulated under external forces due to wave, current including mooring forces in time domain. The forces due to waves are obtained from source and dipole distribution method in the frequency domain. The current forces are calculated by using slow motion maneuvering equation in the horizontal plane. The wind forces are calculated from the empirical formula of ABS and the mooring forces of ropes and fenders are modeled as linear spring.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.560-567
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• 2006

FPSO and shuttle tanker are connected to each other by a mooring hawser and a loading hose through which cargo oil is off-loaded. Even in mild sea-state. environmental loads can cause unstable large drift motions between two vessels in tandem off-loading operations, which may result in collision incidents. Accordingly. the analysis on the relative motion between two vessels due to the environmental loads should be investigated in initial design stage. In this study, the low speed maneuvering equation is employed to simulate nonlinear motions of FPSO and shuttle tanker. Low frequency wave drift forces including hydrodynamic interactions between two vessels are evaluated by near field approaches. Current loads are determined by mathematical model of MMG and wind loads are calculated by employing the wind spectrum according to the guidelines of API-RP2A. Mooring forces produced by turret mooring lines and a flexible hawser are modeled quasi-statically by catenary equations. The effect of environmental loads that affect nonlinear motion is investigated through variation in their magnitudes and the nonlinear motions between FPSO and shuttle tanker are simulated under wave, current and wind in time domain.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.8-14
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• 2004

As the number of offshore structure is glowing in deep waters, there have been increased damages of it. These floating structures in offshore locations exposed to harsh environmental conditions. In recent years, there has been a slowing attention around damages on bow and deck on FPSO caused by waves in steep storm condition. This paper describes a study of the water on deck due to the dynamic behavior of a FPSO with turret mooring system. The nonlinear motions of the FPSO are simulated under external forces due to wave, current, wind, and mooring forces in the time domain. The direct integration method is employed to estimate low frequency drift wave forces. The current forces are calculated by using slow motion maneuvering equations in the horizontal plane. The coefficients of a model for wind forces are calculated from Isherwood's experimental data and the variation of wind speed is estimated by wind spectrum according to the guidelines of API-RP2A.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.521-527
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• 2020

해양구조물에서 점성효과를 고려하여 항력에 기인한 평균 점성 표류력를 구하는 것은 최근까지 잘 고려되지 않았던 설계 요소이다. 특히 저주파 영역에서 파랑과 조류를 모두 고려한 수직 실린더에 작용하는 평균 점성 표류력에 대해 계산하는 것이 가장 중요하다. 따라서 본 연구에서는 파랑과 조류를 고려한 고정된 수직 실린더 구조물에 작용하는 평균 점성 표류력에 대해 해석적 수식 해를 도출하는 과정을 구체적으로 제시하였다. 실린더의 수면 위로 나온 부분을 Splash Zone, 수면 아래의 잠긴 부분을 Submerged Zone으로 구분하였다. 파랑이 존재하는 경우는 Splash Zone에서만 고려되고, 파랑과 조류를 포함한 경우는 Splash Zone과 Submerged Zone 모두에서 각각 식을 구하였다. Splash Zone 및 Submerged Zone에서 모두 상당한 점성 효과로 기인한 표류력이 발생한다. 따라서 본 연구에서 도출한 해석적 해를 통해 주어진 설계 변수들에 의한 평균 점성 표류력을 계산할 수 있으며, 각각의 Case에 해당하는 표류력의 크기가 구체적인 물리적인 범위 내에서 주도적인 영향을 끼치는지 판단할 수 있는 이론적 근거를 제시할 수 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.92-99
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• 1991

해상에 계류된 부유체는 입사하는 파도에 의해 선형항인 파랑하중과 함께 2차항인 표류력을 받는다. 2차항의 표류력은 자유표면조건의 비선형성에 의해 서로 유사한 주파수를 갖는 2개의 선형 성분파간의 상호작용으로 발생하는 장주기 성분을 포함하고 있다. 대개의 계류계의 수평 인장력은 관성력항에 비해 아주 작은 양이고, 따라서 계류계의 설치로 나타나는 부유체의 수평운동 고유주기는 장주기이므로 때로는 공진이 일어나게 된다. 이렇게 야기된 대진폭운동은 작업조건을 악화시키는 것은 물론 계류계에 심각한 손상을 줄 수 있다. 부유체의 계류계로 최근 관심을 모으고 있는 Turret 계류계의 설계에도 이러한 장주기 표류력에 대한 고려와 함께 풍향성이 있는(weathervaning) 천이운동시 Roller Bearing에 걸리는 수평하중에 대한 해석이 필수적이다. 본 논문에서는 불규칙파중에 계류된 부유체에 작용하는 장주기 표류력을 2차 전달함수를 사용하여 계산한 뒤 장주기 표류력에 의한 전후동요를 시간기억 효과를 고려하여 시뮬레이션하였다. 계류계로는 분산된(spread) Turret형 계류계를 대상으로 하였으며 계류계의 수평인장계수를 매시간 단계마다 계산하는 방법으로 비선형성을 고려하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.82-98
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• 1994

본 논문에서는 파중에서 조종운동을 하는 선박에 작용하는 유체력에 대한 수학적 모델을 확립하고, 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 파중에서 운항하는 선박은 입사파의 주파수에 의존하는 고주파수 운동과 선박의 조종운동에 따른 저주파수 운동을 하게되므로, two time scale expansion 방법을 적용하여 속도포텐셜에 대한 선형경계치 문제를 정립하였으며, 선박의 조종운동에 미치는 파의 영향은 2차차수 저주파수 표류력만을 조종운동방정식에 포함시켜 고려하였다. 속도포텐셜에 대한 적분방정식의 해는 3차원 파넬방법을 사용하여 구하였으며, 선박에 작용하는 힘은 직접적분법을 사용하여 계산하였다.

• 대한조선학회지
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• 제23권4호
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• pp.25-34
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• 1986

A two-dimensional linear method has been developed for the motion and the second-order steady force arising from the hydrodynamic coupling between waves and currents in the presence of a body of arbitrary shape. Interaction between the incident wave and current in the absence of the body lies in the realm beyond our interest. A Fredholm integral equation of the second kind is employed in association with the Haskind's potential for a steadily moving source of pulsating strength located in or below the free surface. The numerical calculations at the preliminary stage showed a significant fluctuation of the hydrodynamic forces on the surface-piercing body. The problem is approximately solved by using the asymptotic Green function for $U^2{\rightarrow}0$. The original Green function, however, is applied for the fully submerged body. Numerical calculations are made for a submerged and for a half-immersed circular cylinder and extensively for the mid-ship section of a Lewis-form. Some of the results are compared with other analytical results without any available experimental data. The current has strong influence on roll motion near resonance. When the current opposes the waves, the roll response are generally negligible in the low frequency region. The current has strong influence on roll motion near resonance. When the current opposes the wave, the roll response decreases. When the current and wave come from the same direction, the roll response increases significantly, as the current speed increases. The mean drift forces and moment on the submerged body are more affected by current than those on the semi-immersed circular cylinder or on the ship-like section in the encounter frequency domain.