이전 연구에서는 부유구조체의 동요저감을 위해 폰툰과 반잠수식 부유구조체 형식을 결합하여 하이브리드 부유구조체를 제안한 바 있다. 하이브리드 부유구조체는 입사파랑에 대한 동요감소에는 효과적이었으나 부유구조체에 충분한 부력을 제공할 수 없는 단점이 있었다. 이와 같은 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 새로운 형식의 콤비네이션 부유구조체를 제안하였다. 입사 파랑하중에 대한 부유구조체의 동요감소 효과를 비교하기위해 폰툰, 콤비네이션 그리고 하이브리드 부유구조체에 대한 수치해석을 동수역학 해석프로그램 ANSYS AQWA를 이용하여 수행하였다. 본 연구에서 제안된 콤비네이션 부유구조체가 다른 부유구조체에 비해 동요감소에 효과적인 것을 확인할 수 있었다. 따라서 콤비네이션 부유구조체는 앞으로 개발될 초대형 부유구조체 건설을 위한 신형식 부유구조체로서 매우 유용하게 사용될 것으로 판단된다.
A numerical method is developed for the hydroelastic response of the Very Large Floating Structure considering the sea-bottom topography. The sea-bottom effects on the hydroelastic response of the floating structure is studied. The sea-bottom topography should be considered when the floating structure is constructed near the shore. To investigate the sea-bottom effects, four different sea-bottom topographies are considered in this study. finite-element method based on the variational formulation is used in the fluid domain, The pontoon-type floating structure is modeled as the Kirchhoff plate. The mode superposition method is adopted for the hydroelastic behavior of the floating structure.
본 논문에서는 폰툰형 콘크리트 부유구조체의 하부슬래브에 발생하는 인장력을 억제하여 구조적 안전성을 향상시킬 수 있는 방안으로 부유구조체 외측 모듈을 반잠수식 모듈로 구성하는 구조시스템을 제시하였다. 본 시스템의 적용성을 확인하기 위해 반잠수식 모듈 제원과 전체 시스템에 대한 반잠수식 모듈의 구성비를 변화시켜 외력에 대한 구조응답과 부유구조체 중량, 흘수를 종합적으로 검토하였다. 구조성능 검토 시 효율적인 매개변수 연구를 위해 이단계 등가 정적 해석법을 도입하였으며, 본 해석법을 바탕으로 시스템 제원 변화에 따른 각 구조부 작용 외력의 변화와 구조 거동을 분석하였다. 분석 결과, 본 시스템 도입 시 콘크리트 부유구조체의 하부슬래브 발생 인장력을 충분히 억제할 수 있는 것으로 나타났으며, 적정한 반잠수식 모듈의 구성비는 부유구조체 길이대비 약 15% 이하인 것으로 분석되었다.
선박의 구조설계 기술의 발전과 고장력강 사용 비율이 증가함에 따라 변동하중에 의한 피로파괴에 대한 필요성과 중요성이 강조되고 있으며 특히 VLCC와 같은 대형선박의 경우에 더욱 중요하게 고려할 점으로 널리 인식되고 있다. 따라서 설계단계에서 피로강도해석을 수행하고 이에 대한 안전성평가를 수행하여 그 결과를 구조설계에 반영함으로써 피로현상에 의한 구조적 파괴를 미연에 방지할 수 있도록 해야 할 것이다. 본 논문에서는 효율적인 피로강도해석을 위해 응력영향계수의 개념을 도입한 확률적 하중해석, 응력범위의 장기분포, 스펙트럼 피로강도 해석법을 적용한 피로수명의 예측에 대해 기술하였고, 개발한 전산 시스템을 이중선각 초대형 유조선 (D/H VLCC)에 적용한 결과를 다루고 있다. 또한 설계변수들의 불확실성을 고려한 피로강도에 대한 신뢰성 해석도 포함하고 있다.
Ocean space utilization using VLFS(Very Large Floating Structures) can provide environmental impact free space by allowing sea water flow freely through the floating structure. Use of Pontoon type VLFS for that purpose needs employment of breakwaters for reduction of wave effects. Therefore, in order to maximize advantage of environmental impact free structure, the breakwater should be the one that can allow water flow freely through it, too. In this paper hydroelastic response of a pontoon type structure is analyzed considering breakwaters which allow water flow through its opening at bottom of the breakwaters. Mode superposition technique is used for solving equation of flexible body while interactions between the pontoon and breakwaters is considered based on generalized mode concept. Bi-quadratic nine node higher-order boundary element method is adopted for more accurate numerical treatment near sharp edged body shape. Performance of various combinations of breakwaters is investigated.
Recently, Various structural systems for skyscrapers are studied as structures are more higher. The mega frame system of all, which is the structural system developed recently, are considered as a suitable structural system for skyscrapers. This structural system has sufficient stiffness for the lateral forces with mega-columns which consist of many columns and mega-girders which consist of girders with large stiffness or trusses. But there is no efficient analysis method and a design method for it. Therefore, an efficient analytical model, which has only DOFs selected by the user using the matrix condensation technique, is proposed in this study to obtain accurate results in significantly reduced computational time.
컴퓨팅 그리드 환경에서는 컴퓨팅 그리드 시스템을 구성하는 단위 시스템들의 성능이 균일하지 않기 때문에, 영역을 균등하게 분할하는 일반적인 로드밸런싱 기법을 적용하기가 적절하지 않다. 본 연구에서는 그래프 분할기법을 기반으로 하여, 컴퓨팅 그리드 시스템을 구성하는 단위 시스템들의 성능가중치를 계산하여 분할하는 2단계 영역 분할 기법을 제시하였다. 2단계 영역 분할 기법 시 발생하는 통신량의 증가는 그래프 분할기법인 WEVM을 적용하여 최소화 할 수 있었으며, 멀티 클러스터 환경과 WAN에서 타당성과 효율성을 검증해 보았다.
In this paper hydroelastic responses of a very large floating structure(VLFS) are studied theoretically. We have been developed the source and dipole distribution method and pressure distribution method to evaluate the hydrodynamic pressures. The problem of vertical structural responses due to waves are calculated by using finite element method(FEM) and modal expansion method of a free-free beam Hydroelastic responses of VLFS in waves are computed by four methods developed in this paper. As a result the theoretical results of motion responses show good agreements with experimental ones.
Very Large Floating Structure(VLFS) is regarded as one of promising candidates for the future utilization of ocean space. VLFS has the merits of small environmental effect. short construction term, easiness for extension and removal. It is well known that hydroelastic response is one of major design concerns of such a huge structure. Most of studies on the hydroelastic analysis of VLFS assumed uniform mass and bending stiffness. In case of a floating hotel where noticeable change of mass and stiffness at the hotel part is expected. it is necessary to investigate the effect of nonuniform mass and bending stiffness on the hydroelastic response. A model test of a pontoon type VLFS with nonuniform bending stiffness carried out for performance evaluation of a floating marina-hotel-convention center is described in this paper. Through investigation of model test results and comparison with numerical analysis using eigenfunction method, effect of the variation of bending stiffness is discussed.
본 연구에서는 국내 여수항만에 길이 500미터, 폭 200미터, 두께 2미터인 폰툰형 VLFS타입의 해상부두를 제안하였다. 이 구조물은 해상에서 오랫동안 파랑하중을 견뎌야하므로 파랑응답해석이 필수적이다. 유체-구조부 해석에는 직접법을 사용하였고, 연성운동방정식을 수치해석하여 응답 결과를 구하였다. 구조부는 유한요소법을 이용하여 계산하였으며, 유체부는 경계요소법을 사용하여 분석하였다. 탄성변형과 강체운동으로 인한 동적응답을 수치적으로 분석하였으며, 파장, 수심, 파향, 구조물의 강성 요소를 고려하여 규칙파에 대한 응답을 해석하였다. 연구의 결과, $L/{\lambda}$ 1.5를 기준으로 응답이 변화하였고, 입사파의 방향에 따라 비틀림 현상이 나타났다. $L/{\lambda}=8.0$의 경우 수심이 증가할수록 입사측에서의 응답이 증가하는 경향이 나타났고, 강성의 변화에 따라 수직변위진폭의 피크점이 좌우로 이동하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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