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[국내논문] 정상흐름 하에서 스포일러 부착형 해저파이프라인의 자가매설 기구에 관한 수치해석
Numerical Analysis on Self-Burial Mechanism of Submarine Pipeline with Spoiler under Steady Flow 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.28 no.3, 2016년, pp.146 - 159  

이우동 (경상대학교 해양산업연구소) ,  허동수 (경상대학교 해양토목공학과) ,  김한솔 ((주)지오시스템리서치 연안관리부) ,  조효제 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부)

초록
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본 연구에서는 정상흐름 하에서 스포일러가 부착된 해저파이프라인의 자가매설 기구를 분석하기 위하여 유체역학적 특성을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes Solver(LES-WASS-2D)를 이용하였다. 본 논문에서 적용하는 수치모형의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 기존의 스포일러 유무에 따른 파이프라인 주변의 흐름특성을 나타낸 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그리고 입사유속, 스포일러의 제원 및 배치에 따른 파이프라인 주변의 수리특성(유동, 와동, 압력)과 작용력 특성을 수치적으로 분석하였다. 그 결과 1차적으로 해저파이프에 스포일러가 부착된 경우에 투영면적이 증가함으로 인하여 배후로 빠져나가는 유속이 커지고, 동시에 배후에서 발생하는 후류에 기인한 강한 와동이 발생한다. 그리고 2차적으로는 스포일러의 영향으로 상하 비대칭적인 유동 및 와동장이 발생하고, 이로 인해 비대칭적인 압력장이 형성된다. 이것은 파이프에 작용하는 힘의 비대칭성을 증가시켜 하향의 유체력을 크게 발달시킨다. 이와 같은 두 가지의 큰 원인으로 인하여 스포일러 부착형 해저파이프라인이 자가매설 되는 것으로 이해된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study used Navier-Stokes Solver(LES-WASS-2D) for analyzing hydrodynamic characteristics with high order in order to analyze self-burial mechanism of pipeline with spoiler under steady flow. For the validity and effectiveness of numerical model used, it was compared and analyzed with the experim...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
해저파이프라인의 이용이 증가할 것으로 예상되는 이유는? 한편 머지않은 미래에 육지에 매장된 자원은 고갈될 것이고, 자원에 대한 가격폭등 하는 것은 누구나가 예견할 수 있는 일이다. 이에 세계 각국에서는 해양자원에 대한 관심을 가지고 있을 뿐만 아니라 실제 해양자원 개발에 나서는 나라들이 많아지고 있다. 해양자원의 개발이 활발해질 경우, 해양에서 채굴한 자원을 육지로 이송하는데 선박이용에는 한계가 있다. 따라서 저렴하면서도 안정적으로 자원을 운반할 수 있는 해저파이프라인의 이용이 증가할 것으로 예상된다.
세굴방지공법은 어떻게 분류할 수 있는가? 파이프라인 저면의 세굴을 방지하기 위한 여러 가지 세굴방지공법이 적용되고 있다. 대표적인 세굴방지공법은 크게 두 분류로 나누어질 수 있으며, 트렌칭백필링(trenching and backfilling)에 의한 매설방식 그리고 콘크리트 덮개나 보호블록을 이용하는 피복형인 비매설 방식이 있다. 일반적으로 이상과 같은 세굴 방지공법을 적용하게 되면, 시간과 공간적 제약을 받을 뿐만 아니라, 추가적인 유지보수비용이 발생하게 된다.
안정적으로 해저파이프라인의 기능을 수행하기 위해서는? 안정적으로 해저파이프라인의 기능을 수행하기 위해서는 파이프 자체가 구조적으로 안정해야 할 뿐만 아니라, 다양한 해양외력(파랑, 조류, 해류 등)으로부터 안전하게 보호되어야 한다. 특히 Fig.
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참고문헌 (20)

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