• 제목/요약/키워드: Morison 식

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鉛直 원형파일에 작용하는 碎波波力의 수치해석 (Numerical Study of Breaking Wave Forces Acting on Vertical Cylindrical Piles)

  • 심재설;전인식;이홍식
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.100-108
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    • 1998
  • 해양구조물의 연직 원형파일에 작용하는 파력은 파일 직경이 입사파장에 비해 매우 작은 경우에는 주로 항력과 관성력의 합으로 표시되는 Morison 식을 이용하여 결정하여 왔다. 그러나 Morison 식은 대칭형장을 유지하며 비교적 완만히 변화하는 파에 대해서 적용이 가능하다. 구조물 부재에 쇄파가 작용할 경우, 쇄파파력은 항력과 관성력에 추가하여 강한 충격쇄파력을 고려해야 한다. 본 연구는 임의 이차원 경사해빈에서 경계요소법을 적용하여 쇄파 내부점들의 수립자 속도 및 가속도를 계산하고, 이들을 이용하여 쇄파에 의한 쇄파파력을 계산하기 위한 모델기법을 수립하였다. 모델결과는 기존의 쇄파파력 측정 실험결과와 매우 잘 일치하였으며, Morison 식의 적용결과와 비교할 때 쇄파파력은 최고 약 3배, 모멘트는 최고 약 5배 정도 크게 나타났다

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파랑 중 해중철도에 작용하는 유체력 계산 및 검증 (Verification of Calculated Hydrodynamic Forces Acting on Submerged Floating Railway In Waves)

  • 서승일;문형석;이진호;김진하
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.397-401
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    • 2014
  • 신개념의 해상 교통 인프라인 부유식 해중철도의 합리적인 설계를 위해서는 파랑 중에 해중철도 구조체에 가해지는 유체력을 추정하여야 한다. 간편하지만 정확도 높은 유체력 추정을 위해 유체동력학 이론을 이용한 계산식을 제안하고, 수조에서 상사 모형에 대해 실험을 수행하여 비교 평가하였다. Morison식과 선형 미소진폭 파이론을 이용하여 계산된 관성력과 항력은 모형 실험 결과를 통해 계측된 유체력과 양호한 일치를 얻었다. 해중철도 구조체에 작용하는 항력은 관성력에 비해 무시할 만한 수준이었고, 파력은 파수에 따라 큰 변동을 보이지 않으나 파고에는 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 선형 파이론과 Morison식은 해중철도 설계 시에 간편하고 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.

쇄파파력 결정을 위한 수치해석

  • 심재설;전인식;이홍식
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 1998년도 정기학술강연회 발표논문 초록집 Annual Meeting of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • pp.100-105
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    • 1998
  • 해양구조물의 연직 원형파일에 작용하는 파력은 주로 항력과 관성력의 합으로 표시되는 Morison 식을 이용하여 결정하여 왔다. 그러나 Morison 식은 대칭형상을 유지하며 비교적 완만히 변화하는 파에 대해서 적용이 가능하다. 구조물 부재에 쇄파가 작용할 경우, 쇄파파력은 항력과 관성력에 추가하여 강한 충격쇄파력을 포함하게 된다. 본 연구는 임의 이차원 경사해빈에서 경계요소법을 적용하여 쇄파 내부점들의 수립자 속도 및 가속도를 계산하고, 이들을 이용하여 쇄파에 의한 쇄파파력을 계산하기 위한 모델기법을 수립한다.(중략)

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연안역의 육상 교량에 작용하는 고립파에 의한 지진해일파력의 평가법 (Evaluating Method of Solitary Wave-Induced Tsunami Force Acting on an Onshore Bridge in Coastal Area)

  • 김도삼;경갑수;이윤두;우경환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.149-159
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    • 2016
  • 본 연구에서는 Navier-Stokes solver에 기초한 TWOPM-3D와 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 결합한 수치해석법으로 연안역의 육상 교량에 작용하는 고립파에 의한 지진해일파력을 수치적으로 검토하였으며, 연직벽체와 연직주상구조물에 작용하는 단파파력에 관한 기존의 실험치와 비교 검토하여 본 수치해석의 타당성을 검증하였다. 실제로 피해를 입은 교량에 대해 지진해일파고의 변화에 따른 파력의 특성을 수치실험을 통하여 조사하였으며, 육상 교량에 작용하는 지진해일파력의 추정에 항력 성분만을 고려한 Morison식으로부터 얻어진 항력계수의 결과와 설계기준과의 비교로부터 본 3차원 수치해석의 유용성을 논의하였다. 또한, 지진해일파력을 보다 고정도로 추정할 수 있는 합리적인 방법으로 항력과 관성력을 동시에 고려한 Morison식의 적용을 제안하였다.

부유식 해양구조물의 완전 통계적 피로평가 프로그램 개발 (Development of Fully Stochastic Fatigue Analysis Program for Offshore Floaters)

  • 정준모;정장현;추명훈;윤기영
    • 대한조선학회논문집
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    • 제44권4호
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    • pp.425-438
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    • 2007
  • In this paper, unsettled technical controversies concerning about fatigue strength analysis for FPSO, one of the representative floaters, associated with welding types, screening methods, fabrication tolerances, corrosion margins and Morison loads are described based on yard practices. Basic theory for stochastic fatigue analysis is introduced as detail as possible. In order to resolve large parts of the controversies, a new fully stochastic fatigue analysis program for FPSO is developed.

이어도 종합해양과학기지에 대한 설계파력의 검토 I: 삼차원 수리모형실험 (Investigation of the Design Wave Forces for Ear-Do Ocean Research Station I: Three Dimensional Hydraulic Model Tests)

  • 전인식;심재설;최성진
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.157-167
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    • 2000
  • 한국해양연구소는 1998년에 이어도 종합해양과학기지의 기본설계를 수행한 바 있으며 심해 설계파에 Morison 식과 Stream function 이론을 적용하여 설계파력을 결정한 바 있다. 본 연구에서는 삼차원 수리모형실험 통하여 이어도 해역에서의 파랑전파를 모의하였으며, 구조물의 파력 및 Air gap를 계측하고 이들을 SACS 프로그램의 계산치와 비교함으로써 기본설계 값들의 타당성을 검토하였다. 그 결과, 시도된 4개의 심해파향 중에서 SSW, S, SE계열의 파향에 대해서는 계측치가 SACS 계산치 보다 작게 나타났다. 그러나, 유일하게 구조물에 미치기 전에 쇄파되는 NNW계열의 파향에서는 전반적으로 SACS 계산치를 상회하였으며, 그방향성 흐름과 파가 복합되어 있는 경우와 매우 유사한 파력변화를 보여주었다. 구조물의 Air gap은 모든 심해파향에 대하여 계측치가 기본설계치보다 작은 것으로 나타났다.

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모리슨 항력을 고려한 파랑 중 TLP 거동 특성 연구 (Numerical Study on Wave-Induced Motion Response of Tension Leg Platform in Waves)

  • 조윤상;남보우;홍사영;김진하;김현조
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.508-516
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    • 2014
  • A numerical method to investigate the non-linear motion characteristics of a TLP is established. A time domain simulation that includes the memory effect using the convolution integral is used to consider the transient effect of TLP motion. The hydrodynamic coefficients and wave force are calculated using a potential flow model based on the HOBEM(higher order boundary element method). The viscous drag force acting on the platform and tendons is also considered by using Morison’s drag. The results of the present numerical method are compared with experimental data. The focus is the nonlinear effect due to the viscous drag force on the TLP motion. The ringing, springing, and drift motion are due to the drag force based on Morison's formula.

인공어초 안정성 해석 프로그램 개발 - 컴퓨터 코딩시스템 적용 (Development of a Program for Analyzing the Stability of Artificial Reefs - Application of a Computer Coding System -)

  • 전용호;박재형;윤한삼
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.537-544
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    • 2018
  • 본 연구에서는 해수 중 유체력에 의한 인공어초의 활동 및 전도를 평가하기 위한 간편하고 효율적인 사용자 중심의 전산 프로그램(SCAR program)을 개발하였다. 개발된 전산 프로그램은 인공어초의 안정성 평가 공식인 모리슨(Morison) 식을 기반으로 델파이(Delphi) 코드 및 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface) 방식을 적용하였다. 개발된 SCAR 프로그램은 학부 및 대학원 과정, 실제 현장 전문가들의 수산구조물(인공어초 또는 수중구조물 등) 설계 및 안정성 평가에 널리 적용 가능할 것으로 판단된다.

해상풍력발전용 고정식 원형 하부구조물에 작용하는 파랑 및 조류 하중 해석을 위한 CFD 기법의 적용 (CFD Application to Evaluation of Wave and Current Loads on Fixed Cylindrical Substructure for Ocean Wind Turbine)

  • 박연석;진정수;김우전
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.7-14
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    • 2011
  • Numerical simulations were performed for the evaluation of wave and current loads on a fixed cylindrical substructure model for an ocean wind turbine using the ANSYS-CFX package. The numerical wave tank was actualized by specifying the velocity at the inlet and applying momentum loss as a wave damper at the end of the wave tank. The Volume-Of-Fluid (VOF) scheme was adopted to capture the air-water interface. An accuracy validation of the numerical wave tank with a truncated vertical circular cylinder was accomplished by comparing the CFD results with Morison's formula, experimental results, and potential flow solutions using the higher-order boundary element method (HOBEM). A parametric study was carried out by alternately varying the length and amplitude of the wave. As a meaningful engineering application, in the present study, three kinds of conditions were considered, i.e., cases with current, waves, and a combination of current and progressive waves, passing through a cylindrical substructure model. It was found that the CFD results showed reasonable agreement with the results of the HOBEM and Morison's formula when only progressive waves were considered. However, when a current was included, CFD gave a smaller load than Morison's formula.

파랑과 흐름을 받는 여안 구조물의 안정성에 관한 연구 -고정식 해양 구조물의 랜덤 해석- (A Reliability Study of Coastal Structures Under the Influence of Waves and Currents -Random Analysis of Fixed Structures-)

  • 최용호;권순홍;김대웅;박상길
    • 한국해양공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.186-192
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    • 1995
  • This paper investigates the problem of random analysis of fixed structures which are influenced by waves and current. Morison eqution was employed to deal with the wave and current load. The wave kinematics are randomly generated from the wave spectrum. The necessary statistics are calculated from the resulting response time history. The simulation results are turned out to be very sensitive to the simulation technique.

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