Abstract
The dynamic behavior of the marine cable is essentially nonlinear and dominated by geometric nonlinearity. Furthermore, fluid drag force makes the problem more complex and difficult. Therefore, it has certain limitations to obtain the dynamic behavior of the marine cable by analytical method. The purpose of this paper is to apply the elastic catenary cable element to the problem of under water cable including the hydrodynamic effects of fluids. The static and dynamic formulations for the three-dimensional elastic catenary coble under water effects are derived and the finite element analysis procedures are presented. In the analysis, the hydrodynamic forces are modeled by modified Morison equation. A comparison of the results obtained using present method with previously published results showed the validity of present method. The dynamic behavior of the marine cable subjected to current is investigated using present method and it can be illustrated that the dynamic behavior of the marine cable subjected to current varies with the incident angle of the current and inclined angle of the cable.
수중 케이블의 동적 거동은 비선형 거동을 보이게 되는데 특히 기하하적 비선형성에 크게 영향을 받는다. 또한, 유체의 흐름으로 인하여 동적 거동의 해석은 더욱 복잡하고 어려워지기 때문에 해석적인 접근 방법에는 한계가 있다. 본 연구에서는 탄성 현수선 케이블요소에 동수력을 고려할 수 있게 하였다. 즉, 동수력을 받는 3차원 탄성 현수선 케이블를 정식화하고, 정적 및 동적 해석을 수행할 수 있는 유한요소 방법을 제시하였다. 동수력은 수정된 Morison 방정식을 이용하여 산정하였다. 제시된 방법으로 구한 수중케이블에 관한 동적 거동을 파악하려 하였으며, 정박 또는 예인에 사용하는 수중케이블의 경우 조류의 방향 및 케이블의 경사각에 따른 동적거동의 변화를 알아볼 수 있다.