다방향 불규칙파 중에서의 인장계류식 해양구조물(TLP)의 구조응답 해석을 수행함으로써 다방향 불규칙파가 구조응답에 미치는 영향을 평가하고 있다. 인장계류식 해양구조물에 작용하는 파강제력과 동유체력은 3차원 특이점분포법을 사용하여 각각의 외각요소에 대해 평가하였다. 3차원 골조요소로 모델링하여 유한요소법에 의해 구조응답을 평가하였으며, 인장계류식 해앙구조물의 각 외각요소간의 유체역학적 상호간섭을 고려하여 구조응답을 해석하였다. 구조응답의 주파수 응답함수와 다방향파의 스펙트럼을 이용하여 다방향 불규칙파에 대한 해양구조물의 구조응답 스펙트럼을 구하여 다방향 불규칙파가 인장계류식 해양구조물의 구조응답에 미치는 영향을 평가하였다.
The main object of this study is to develop an accurate and convenient method for the response analysis of offshore structures in real sea states. A numerical procedure is described for predicting the motion responses and tension variations of the ISSC TLP in multi-directional irregular waves. The developed numerical approach in the frequency domain is based on acombination of the three dimensional source distribution method, the dynamic response analysis method, and the spectral analysis method. Frequency domain analysis in the multi-directional irregular waves is expanded to a time domain analysis by using a convolution integral after obtaining the impulse response by Fourier transformation. The results of the comparison between responses in the frequency and time domain confirmed the validity of the proposed approach.
The dynamic response characteristics of Tension Leg Platforms(TLPs) in waves are examined for presenting the basic data for design of TLPs. The numerical approach is based on a combination of the three dimensional source distribution method and the dynamic response analysis method, in which the superstructure of TLP is assumed to be flexible instead of rigid. Restoring forces by hydrostatic pressure on the submerged surface of a TLP have been accurately calculated by excluding the assumption of the slender body theory. The hydrodynamic interactions among TLP members, such as columns and pontoons, and the structural damping are included in the motion and structural analysis. Numerical results are compared with the experimental ones, which are obtained in the literature, concerning the motion and tension responses of a TLP in waves. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.
The Tension Leg Platform(TLP) is restrained from oscillating vertically by tethers(or tendons), which are vertical anchor lines tensioned by the platform buoyancy larger than the platform weight. Thus a TLP is a compliant structure which allows lateral movements of surge, sway, and yaw but restrains heave, pitch, roll. In this paper, the motions of a TLP in current and waves were investigated. Hydrodynamic forces and wave exciting forces acting on the TLP were evaluated using the three dimensional source distribution method. The motion responses and tension variations of the TLP were analyzed in the case of including current or not including one in regular waves and effects of current on the TLP were investigated.
A numerical procedure is described for predicting the motion and structural responses of tension leg platforms (TLPs) in waves. The developed numerical approach is based on combination of a three dimensional source distribution method and the dynamic response analysis method, in which the superstructure of TLPs is assumed flexible instead of the rigid body assumption used in usual two-step analysis method, proposed by Yoshida et. al. .The hydrodynamic interactions among TLP members, such as columms and pontoons, are included in the motion and structural analyses. Numerical results are compared with the experimental and numerical ones, which are obtained in the literature, of the motion and structural responses of a TLP in waves. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.
The structural response characteristics of Tension leg platforms(TLPs) in waves are examined for presenting the basic data for structural design of TLPs. The numerical approach is based on a combination of the three dimensional source distribution method and the structural response analysis method, in which the superstructure of TLP is assumed to be flexible instead of rigid. Hydrodynamic and hydrostatic forces on the submerged surface of a TLP have been accurately calculated by excluding the assumption of the slender body theory. The hydrodynamic interactions among TLP members, such as columns and pontoons, and the structural damping are included in structural analysis. The mooring forces are estimated as the sum of pretension of tendons and variational tension due to longitudinal displacements. Stiffness matrices of elastic beam elements connecting nodes are formulated by ordinary method of three dimensional frame analysis. The equation of motion about the whole structure is obtained by the sum of forces and moments acting on each nodes.
In the presence of incident waves with different frequencies, the second order sum and difference frequency waves due to the nonlinearity of the incident waves come into existence. Although the magnitudes of the forces produced on a Tension Leg Platform(TLP) by these nonlinear waves are small, they act on the TLP at sum and difference frequencies away from those of the incident waves. So, the second order sum and difference frequency wave loads produced close to the natural frequencies of TLPs often give greater contributions to high and low frequency resonant responses. The second order wave exciting forces and moments have been obtained by the method based on direct integration of pressure acting on the submerged surface of a TLP. The components of the second order forces which depend on first order quantities have been evaluated using the three dimensional source distribution method. The numerical results of time domain analysis for the nonlinear wave exciting forces in regular waves are compared with the numerical ones of frequency domain analysis. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.
A numerical procedure is described for predicting the motion and structural responses of tension leg platforms(TLPs) in waves. The developed numerical approach is based on a combination of a three dimensional source distribution method and the dynamic response analysis method, in which the superstructure of TLPs is assumed to be flexible instead of rigid. Restoring forces by hydrostatic pressure on the submerged surface of a TLP have been accurately calculated by excluding the assumption of the slender body theory. The hydrodynamic interactions among TLP members, such as columns and pontoons, and the structural damping are included in the motion and structural analysis. The equations of motion of a whole structure are formulated using element-fixed coordinate systems which have the orgin at the nodes of the each hull element and move parallel to a space-fixed coordinate system. Numerical results are compared with the experimental and numerical ones, which are obtained in the literature, concerning the motion and structural responses of a TLP in waves. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.
인장계류된 원통형실린더의 동적 거동해석에 관한 일련의 연구수행 결과는 다음과 같다. 1) 실린더형 부유체의 중심점을 인장계류시킨 새로운 개념의 부유식 구조물의 동적거동특성을 파악하였다. 2) 규칙파에서도 부유체와 테더(tether), 입사파의 상호간섭으로 인한 운동특성을 해석하였다. 3) 비선형유체력(2w, 3w)으로 인한 비선형 운동 응답 특성을 분석하였다. 4) 테더강성(tether stiffness)의 결정에 있어서 부유체와의 상호간섭 효과 뿐만 아니라 고주파수 영역에서의 공진을 충분히 고려하여 결정해야 한다. 5) 구조물의 설계시 Surge mode에서는 장주기 표류운동을 발생시키므로 Set down 등의 현상을 고려해야 한다.
A numerical procedure is described fro predicting the motion and structural responses of tension leg platforms(TLPs) in waves. The developed numerical approach is based on a combination of a three dimensional source distribution method and the dynamic response analysis method, in which the superstructure of TLPs is assumed flexible instead of the rigid body assumption used in tow-step analysis method. Both the hydrodynamic interactions among TLP members, such as columns and pontoons, and the structural whole structure are formulated using element-fixed coordinate systems which have the origin at the node of the each hull element and move parallel to a space-fixed coordinate system. Numerical results are compared with the experimental and numerical ones, which are obtained in the literature, concerning the motion and structural responses of a TLP in waves. The results of comparison confirmed the validity of the proposed approach.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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