The tension leg platform (TLP) is a vertically moored structure with excess buoyancy. The TLP is regarded as moored structure in horizontal plan, while inherit stiffness of fixed platform in vertical plane. In this paper, a numerical study using modified Morison equation was carried out in the time domain to investigate the influence of nonlinearities due to hydrodynamic forces and the coupling effect between surge, sway, heave, roll, pitch and yaw degrees of freedom on the dynamic behavior of TLP's. The stiffness of the TLP was derived from a combination of hydrostatic restoring forces and restoring forces due to cables and the nonlinear equations of motion were solved utilizing Newmark's beta integration scheme. The effect of tethers length and wave characteristics such as wave period and wave height on the response of TLP's was evaluated. Only uni-directional waves in the surge direction was considered in the analysis. It was found that for short wave periods (i.e. 10 sec.), the surge response consisted of small amplitude oscillations about a displaced position that is significantly dependent on tether length, wave height; whereas for longer wave periods, the surge response showed high amplitude oscillations about that is significantly dependent on tether length.
Varying bathymetry significantly affects on the wave propagation and motion response of floating body. Coupled-mode wave theory is adopted to describe the incident wave properly in varying region. The results of waves and motion response are compared to those from numerical wave tank, and the agreement is favorable. The sloped bottom is modeled and its effect on the floating body is discussed.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.40
no.5
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pp.60-67
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2003
For risk or reliability assessment of ship structures against particular hazardous situations such as total loss or sinking due to hull girder collapse, the short-term based response analysis rather than the long-term response analysis is required to determine wave-induced bending moments when the ship encounters a storm of specific duration and with a specified small encounter probability. In the present study, the effects of operational condition and sea states on wave-induced bending moments of large merchant vessels are investigated. A series of the short-term response analyses for a hypothetical VLCC and a Capesize bulk carrier (CSBC) are carried out with varying operational condition and sea states which include ship speed, significant wave height and wave persistence time, using the linear-strip theory based program ABS/SHIPMOTION and the MIT sea-keeping tables. The computed results are also compared with the IACS design formula predictions. The results and insights developed from the present study are summarized.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2006.03a
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pp.1334-1339
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2006
Dynamic response of buried pipelines both in the axial and the transverse directions on concrete pipe and steel pipe, FRP pipe were investigated through a forced vibration analysis. The dynamic behavior of the buried pipelines for the forced vibration is found to exhibit two different forms, a transient response and a steady state response, depending on the time before and after the transfer of a seismic wave on the end of the buried pipeline. The former is identified by a slight change in its behavior before the sinusoidal-shaped seismic wave travels along the whole length of the pipeline whereas the latter by the complete form of a sinusoidal wave when the wave travels throughout the pipeline. The transient response becomes insignificant as the wave speed increases. From the results of the dynamic responses at the many points of the pipeline, we have found that the responses appeared to be dependent critically on the boundary end conditions. Such effects are found to be most prominent especially for the maximum values of the displacement and the strain and its position.
Amplification based on empirical relations is widely used for seismic microzonation of urban centers. Amplifications are used to represent the site effects of a particular soil column. Many empirical correlations are available to estimate the amplification of seismic waves. These correlations are based on the ratio of shear wave velocity of foundation/rock to soil velocity or 30 m equivalent shear wave velocity ($Vs^{30}$) and are developed considering deep soil data. The aim of this work is to examine the applicability of available amplification relations in the literature for shallow engineering bedrock sites by carrying out site response studies. Shear wave velocity of thirteen sites having shallow engineering bedrock have been selected for the study. In these locations, the depth of engineering bedrock (> 760 ${\pm}$ 60 m/s) is matched with the drilled bore hole. Shear wave velocity (SWV) has been measured using Multichannel Analysis of Surface Wave survey. These sites are classified according to the National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) classification system. Amplifications for an earthquake are arrived for these sites using empirical relations and measured SWV data. Site response analysis has been carried out in SHAKE using SWV and using synthetic and real earthquake data. Amplification from site response analysis and empirical relations are compared. Study shows that the amplification arrived using empirical relations does not match with the site response amplification. Site response amplification is much more than empirical values for same shear wave velocity.
Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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v.1
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pp.195-201
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2006
The wave load and its influence on the response of offshore structure have been well investigated through the statistical approach based on the linear theory. The linear approach has a limitation to apply the extreme condition such as freak wave, which corresponds to extreme value of wave spectrum. The main topic of present study is to develop an efficient numerical method to predict wave load induced by extreme wave. As a numerical method, finite element method based on variational principle is adopted. The frequency-focusing method is applied to generate the extreme wave in the numerical wave tank. The wave load on the bottom mounted vertical cylinder is investigated. The hydroelastic response of the vertical cylinder is also investigated so as to compare the wave loads with the rigid body case in the extreme wave condition.
The wave load and its influence on the response of offshore structure have been well investigated through the statistical approach based on the linear theory. The linear approach has a limitation to apply the extreme condition such as extreme wave, which corresponds to extreme value of wave spectrum. The main topic of present study is to develop an efficient numerical method to predict wave load induced by extreme wave. As a numerical method, finite element method based on variational principle is adopted. The frequency-focusing method is applied to generate the extreme wave in the numerical wave tank. The wave load on the bottom mounted vertical cylinder is investigated. The hydroelastic response of the vertical cylinder is also investigated so as to compare the wave loads with the rigid body case in the extreme wave condition.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.18
no.11
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pp.3075-3083
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1994
The applications of the electrical transmission line theory to the pressure propagation characteristics in the volume loaded fluid transmission line with step and impulse input wave is demonstrated in this paper. The method is based on the premise that the time response is the inverse Fourier transform of frequency spectrum of the wave which spectrum is a product of frequency spectrum of input pressure wave and system transfer function. The frequency response and transient response of step and impulse input wave in the volume loaded fluid transmission line is analysed by the Laplace transform and inverse Laplace transform with FFT numerical algorithm. The numerical solution of the distributed friction model is compared with the average friction model and the infinite product model. And the result is showed that FFT method may have major advantages for the simulation of fluid circuitary.
Zhao, H.Y.;Jeng, D.S.;Zhang, Y.;Zhang, J.S.;Zhang, H.J.;Zhang, C.
Geomechanics and Engineering
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v.5
no.6
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pp.595-611
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2013
This paper presents a three-dimensional (3D) integrated numerical model where the wave-induced pore pressures in a porous seabed around breakwater heads were investigated. Unlike previous research, the Navier-Stokes equation is solved with internal wave generation for the flow model, while Biot's dynamic seabed behaviour is considered in the seabed model. With the present model, a parametric study was conducted to examine the effects of wave and soil characteristics and breakwater configuration on the wave-induced pore pressure around breakwater heads. Based on numerical examples, it was found that the wave-induced pore pressures at breakwater heads are greater than that beneath a breakwater. The wave-induced seabed response around breakwater heads become more important with: (i) a longer wave period; (ii) a seabed with higher permeability and degree of saturation; and (iii) larger angle between the incident waves and breakwater. Furthermore, the relative difference of wave-induced pore pressure between fully-dynamic and quasi-static solutions are larger at breakwater heads than that beneath a breakwater.
Even though submerged breakwater reduces incident wave energy, it redistributes the coastal area's wave-induced current, sediment transport, and morphological change. This study examines the coastal hydrodynamics and the morphological response of a wave-dominated beach with submerged breakwaters installed through field observation and quasi-3D numerical modeling. The pre-and post-storm bathymetry, water level, and offshore wave under storm forcing were collected in Bongpo Beach on the East coast of Korea and used to analyze the coastal hydrodynamic response. Four vertically equidistant layers were used in the numerical simulation, and the wave-induced current was examined using quasi-3D numerical modeling. The shore normal incident wave (east-northeast) generated strong cross-shore and longshore currents toward the hinterland of the submerged breakwater. However, the oblique incident wave (east-southeast) induced the southeastward longshore current and the sedimentation in the northeast area of the beach. The results suggested that the incident wave direction is a significant factor in determining the current and sediment transport patterns in the presence of the submerged breakwaters. Moreover, the quasi-3D numerical modeling is more appropriate for estimating the wave transformation, current, and sediment transport pattern in the coastal area with the submerged breakwater.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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