해양 세장체 와유기진동 하중계수 실험 계획과 장치

• 영문명: Experiment Plan and Device for Load Coefficients to Vortex Induced Vibration of Marine Slender Structure
• 발행기관: 한국항해항만학회
• 저자명: 홍섭(Sup Hong) 최종수(Jong-Su Choi) 김형우(Hyung-Woo Kim) 여태경(Tae-Kyeong Yeu) 신승호(Seung-Ho Shin)
• 간행물 정보: 『한국항해항만학회 학술대회논문집』2008 추계공동학술대회논문집, 286~287쪽, 전체 2쪽
• 주제분류: 공학 > 해양공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2008.12.31

국문 초록

라이저, 텐던, 계류 등과 같은 해양 세장형 구조물(이하 세장체)의 와유기진동(VIV, Vortex Induced Vibration, 이하 VIV)에 의한 응답 해석기술 개발분야에서, 와유기진동에 의해 세장체에 가해지는 하중을 실험으로 계측하여, 다양한 조건에 대한 하중계수(C_L, C_d)의 데이터베이스 구축을 위한 “수중세장체 VIV 하중계수 모형실험”을 계획하였다. 본 논문은 이러한 모형실험의 계획과 실험장치 개발에 대한 것이다. 세장체의 직경, 세장체에 대한 상대유속, 진행방향의 수직방향 가진 진동수와 진폭을 실험변수로 선정하였다. 레이놀즈수와 감소속도의 무차원수, 실험장치 및 주변장치의 고유진동수, 진폭비, 동력제한 등을 고려하여 실험변수의 범위를 결정하였다. 수조의 전차를 이용하여 세장체의 상대유속을 발생시켰으며, 스카치-요크 기구를 이용하여 진행 수직방향의 강제 병진왕복운동을 가능하게 하였다. 이러한 상대유속과 수직방향 강제운동에 의해 발생되는 VIV 외력과 강제운동간의 위상차를 광섬유 브래그 격자 로드셀을 이용하여 계측하였다.

영문 초록

In order to construct data base of load coefficients, such as VIV drag coefficient and VIV lift coefficient, by measuring the vortex induced loads to marine slender structure, such as the riser, tendon and mooring, an experiment plan and experiment device were designed. The loads for VIV should be considered importantly in designing marine slender structure in the view points of fatigue strength. The outer diameter, relative speed and CF (Cross-Flow) direction frequency-amplitude of the marine slender structure model were chosen as experiment variables. Re (Reynolds number), V_R (reduced velocity), natural frequency of experiment device and facilities, amplitude ratio and allowable power supply were considered as experiment conditions or constraints. The relative speed in the direction of IL (In-Line) would be realized by linear translational motion of carriage in basin. Excitation motion in the direction of CF would be performed by a experiment device which adopted Scotch-Yoke mechanism. The loads and phase lag to slender body model in the directions of IL and CF would be measured in two-axis FBG (Fiber Bragg Grating) load cell.

목차

요약

ABSTRACT

1. 서론

2. 실험 계획

3. 실험 장치 설계 및 제작

4. 결론

후기

참고문헌

키워드

해양 세장체 와유기진동 항력계수 양력계수 스카치-요크 기구 광섬유 브래그 격자 로드셀 marine slender structure VIV(Vortex Induced Vibration) drag coefficients lift coefficients Scotch-Yoke mechanism FBG(Fiber Bragg Grating) load cell