This paper describes the effect of dynamic characteristics in tube line by external vibration conveying fluid with the power steering system. By the experimental analysis we found out that the factor of system vibration is the fluid-structure interaction of tube line. In fluid-filled tube system we study on the influence that the natural frequency of system and the frequency of wave motion produce upon through experiment. Experiments are modal test, frequency response function in continuous system, and vibrating tests when the system is driving with bolted clamping joint condition. From the results of the experimental studies, we obtained that the natural frequencies of system are very important than the wave induced vibrations. And we found that the tendency of system vibration level was decreased by bolting force, bolting condition and clamping distance.
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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v.38
no.4
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pp.259-264
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2002
The technology development for ocean resources can be represented by the increase of water depth. TLP, Tension Leg Platform, is one of the most feasible systems for deep sea development. TLPs show a complex dynamic behavior resulting from the dynamic interactions among platform, tether system and riser system due to their hydrodynamic and structural dynamic characteristics in waves. This paper aims at the theoretical and experimental analysis on motion response of TLP in waves. It is composed of two parts as follows ;(1) wave and wave loadings (2) TLP motion.
Tuned Mass Damper (TMD) was applied to control the vibration of an offshore structure due to ocean waves. The errors caused by the linearization of the fluid-structure interaction effect and the phenomena when using the linearized equation of motion in TMD design were analyzed. To determine the performance of TMD in controlling vibration, both regular waves with varying periods and irregular waves with different significant wave heights were used. When the offshore structure received regular waves with a period similar to the first natural period of structure. TMD performed well in terms of response reduction. Such was not the case for the other periods. however, In the case of irregular waves, TMD triggered the reduction of structural response for waves with relatively small significant wave height. For irregular waves with relatively big significant wave height, however, TMD did not show any control effect. Therefore, TMD is useful in reducing offshore structural vibration due to ambient waves, thereby helping secure fatigue life.
This paper presents an analytical study of wave propagation in simply supported graduated functional plates resting on a two-parameter elastic foundation (Pasternak model) using a new theory of high order shear strain. Unlike other higher order theories, the number of unknowns and governing equations of the present theory is only four unknown displacement functions, which is even lower than the theory of first order shear deformation (FSDT). Unlike other elements, the present work includes a new field of motion, which introduces indeterminate integral variables. The properties of the materials are assumed to be ordered in the thickness direction according to the two power law distributions in terms of volume fractions of the constituents. The wave propagation equations in FG plates are derived using the principle of virtual displacements. The analytical dispersion relation of the FG plate is obtained by solving an eigenvalue problem. Numerical examples selected from the literature are illustrated. A good agreement is obtained between the numerical results of the current theory and those of reference. A parametric study is presented to examine the effect of material gradation, thickness ratio and elastic foundation on the free vibration and phase velocity of the FG plate.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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v.11
no.2
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pp.923-938
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2019
Surge motion of top-end platform induced by periodic wave makes marine flexible riser encounter equivalent sheared-oscillatory flow, under which the Vortex-induced Vibration (VIV) response will be more complicated than pure sheared flow or oscillatory flow cases. Based on a time domain force-decomposition model, the VIV response characteristics under sheared-oscillatory flows are investigated numerically in this paper. Firstly, the adopted numerical model is validated well against laboratory experiments under sheared flow and oscillatory flow. Then, 20 sheared-oscillatory flow cases with different oscillation periods and top maximum current velocities are designed and simulated. Under long and short oscillation period cases, the structural response presents several similar features owing to the instantaneous sheared flow profile at each moment, but it also has some different patterns because of the differently varying flow field. Finally, the effects and essential mechanism of oscillation period and top maximum current velocity on VIV response are discussed systematically.
Although a rubber isolation cushion can reduce the dynamic response of a structure itself, it has little influence on the height of a sloshing wave and even may induce magnification action. Vertical baffles are set into a base-isolated Concrete Rectangular Liquid Storage Structure (CRLSS), and baffles are opened as holes to increase the energy dissipation of the damping. Problems of liquid nonlinear motion caused by baffles are described using the Navier-Stokes equation, and the space model of CRLSS is established considering the Fluid-Solid Interaction (FSI) based on the Finite Element Method (FEM). The dynamic response of an isolated CRLSS with various baffles under an earthquake is analyzed, and the results are compared. The results show that when the baffle number is certain, the greater the number of holes in baffles, the worse the damping effects; when a single baffle with holes is set in juxtaposition and double baffles with holes are formed, although some of the dynamic response will slightly increase, the wallboard strain and the height of the sloshing wave evidently decrease. A configuration with fewer holes in the baffles and a greater number of baffles is more helpful to prevent the occurrence of two failure modes: wallboard leakage and excessive sloshing height.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.25
no.5
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pp.223-232
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2021
The spatial variation characteristics of seismic motions at the nuclear power plant's site and structures were analyzed using earthquake records obtained at the Fukushima nuclear power plant during the Great East Japan Earthquake. The ground responses amplified as they approached the soil surface from the lower rock surface, and the amplification occurred intensively at about 50 m near the ground. Due to the soil layer's nonlinear characteristics caused by the strong seismic motion, the ground's natural frequency derived from the response spectrum ratio appeared to be smaller than that calculated from the shear wave velocity profile. The spatial variation of the peak ground acceleration at the ground surface of the power plant site showed a significant difference of about 0.6 g at the maximum. As a result of comparing the response spectrums at the basement of the structure with the design response spectrum, there was a large variability by each power plant unit. The difference was more significant in the Fukushima Daiichi site record, which showed larger peak ground acceleration at the surface. The earthquake motions input to the basement of the structure amplified according to the structure's height. The natural frequency obtained from the recorded results was lower than that indicated in the previous research. Also, the floor response spectrum change according to the location at the same height was investigated. The vertical response on the foundation surface showed a significant difference in spectral acceleration depending on the location. The amplified response in the structure showed a different variability depending on the type of structure and the target frequency.
This study deals with dynamic instability of a tendon moored submerged floating tunnel (SFT) due to tendon slack. In general, environmental loadings such as wave and current govern SFT design. Especially, the wave force, whose amplitude and direction continuously change, directly induces the dynamic behavior of the SFT. The motion of the floating tube, induced by the wave force, leads dynamic response of the attached tendons and the dynamic change of internal forces of the tendons significantly affects to the fatigue design as well as the structural strength design. When the severe motion of the SFT occurs due to significant waves, tendons might lose their tension and slack so that the floating tube can be transiently instable. In this study, the characteristics of dynamic instability of the SFT due to tendon slack are investigated performing hydrodynamic analysis. In addition, the effects of draft, buoyancy-weight ratio, and tendon inclination on tendon slack and dynamic instability behavior are analytically investigated.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.34
no.2
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pp.90-103
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1997
A numerical procedure is described for predicting the motion and structural responses of the very large floating offshore structures supported by multiple 3-D floating bodies of arbitrary shape in multi-directional irregular waves. The developed numerical approach taking into account of the hydrodynamic interactions among the multiple floating bodies is based on a combination of the 3-D source distribution method, the wave interaction theory, the finite element method and the spectral analysis method to get the significant values of the dynamic responses in the multi-directional irregular waves. The effects of wave interactions and directionality on the dynamic responses of a very large offshore structure, which is semisubmersible ring type, are numerically examined.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.23
no.1
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pp.25-33
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2013
The floating offshore wind turbines are usually exposed to the wave and wind excitations which are irregular and undirected. In this paper, the sloshing characteristics of annular cylindrical tank were experimentally investigated to reduce the structural dynamic motion of floating offshore wind turbine which is robust to the irregular change of excitation direction of wind and wave. The formula for the natural sloshing frequencies of this annular cylindrical tank was derived theoretically. In order to validate this formula, the shaking equipment was established and frequency response functions were measured. Two types of tank were considered. The first and second natural sloshing frequencies were investigated according to the depth of the water. It has been observed that between theoretical and experimental results shows a good agreement.
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