최근 지구온난화의 영향으로 지구가 불안정기에 접어들어 지구 규모의 재해가 자주 발생하고 있는 가운데, 어떻게 하면 이러한 재해를 예방하고, 피해를 최소화 할 것인지에 대해 고려해 봐야 할 시점이다. 한편 지진과 같은 재해는 확률론적 관점에서 보면 일정한 주기를 가지고 발생했던 것으로 알려져 있다. 최근 거대지진에 의한 쓰나미의 발생을 경고하고 있는 상황이기 때문에 쓰나미에 의한 계류선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 또한, 항내 계류선박의 장주기 동요에 동반하는 하역중지나 계류시설의 손상에 관한 문제가 보고되었다. 이러한 장주기 동요의 주요 발생 원인이 항내 장기주파와 계류선박의 고유주기가 일치하는 공진현상에 의한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 쓰나미의 내습으로 인한 항만내 계류중인 선박의 거동에 대한 수치 시뮬레이션을 행하여, 쓰나미의 공진현상에 의한 선박운동에의 영향 및 계류하중을 실험적으로 평가한다.
최근 지구온난화의 영향으로 지구가 불안정기에 접어들어 지구 규모의 재해가 자주 발생하고 있는 가운데, 어떻게 하면 이러한 재해를 예방하고, 피해를 최소화 할 것인지에 대해 고려해 봐야 할 시점이다. 한편 지진과 같은 재해는 확률론적 관점에서 보면 일정한 주기를 가지고 발생했던 것으로 알려져 있다. 최근 거대지진에 의한 쓰나미의 발생을 경고하고 있는 상황이기 때문에 쓰나미에 의한 계류선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 또한, 항내 계류선박의 장주기 동요에 동반하는 하역중지나 계류시설의 손상에 관한 문제가 보고되었다. 이러한 장주기 동요의 주요 발생 원인이 항내 장기주파와 계류선박의 고유주기가 일치하는 공진현상에 의한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 쓰나미의 내습으로 인한 항만내 계류중인 선박의 거동에 대한 수치 시뮬레이션을 행하여, 쓰나미의 공진현상에 의한 선박운동에의 영향 및 계류하중을 실험적으로 평가한다.
Recently, the earth scale disaster is occurring frequently. Under the effects of global warming, the weather has become unseasonable worldwide. Hence, the earth is experiencing unstable condition with many disasters such as storms and flood damages as well as earthquake. Therefore, it is necessary t...
Recently, the earth scale disaster is occurring frequently. Under the effects of global warming, the weather has become unseasonable worldwide. Hence, the earth is experiencing unstable condition with many disasters such as storms and flood damages as well as earthquake. Therefore, it is necessary to consider what we can do to prevent disasters. A disaster like earthquake will inevitably occur in view of the probabilities. The active period of earthquakes and the inactive periods repeat alternatively. Consequently, recent warnings indicate that there is a potential risk of massive earthquakes. Consideration of the effects of tsunami to the moored ship is very important. Operational problems such as moored ship motions sometimes become remarkable with large amplitude and long periods in harbor. Moored ship motions may cause the breakage of mooring systems such as mooring lines, fenders or quay. Large and long period moored ship motions are caused by resonant effects. In this paper, the moored ship motions within a harbor by the large-scale tsunami and the effects on the motions and mooring loads with resonant effects are investigated by numerical simulations.
Recently, the earth scale disaster is occurring frequently. Under the effects of global warming, the weather has become unseasonable worldwide. Hence, the earth is experiencing unstable condition with many disasters such as storms and flood damages as well as earthquake. Therefore, it is necessary to consider what we can do to prevent disasters. A disaster like earthquake will inevitably occur in view of the probabilities. The active period of earthquakes and the inactive periods repeat alternatively. Consequently, recent warnings indicate that there is a potential risk of massive earthquakes. Consideration of the effects of tsunami to the moored ship is very important. Operational problems such as moored ship motions sometimes become remarkable with large amplitude and long periods in harbor. Moored ship motions may cause the breakage of mooring systems such as mooring lines, fenders or quay. Large and long period moored ship motions are caused by resonant effects. In this paper, the moored ship motions within a harbor by the large-scale tsunami and the effects on the motions and mooring loads with resonant effects are investigated by numerical simulations.
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문제 정의
드물다. 따라서, 본 연구에서는 계류선박의 동요에 큰 영향을 미치는쓰나미의 공진현상을 고려한 수치 시뮬레이션을 수행한다. 이를 통해 궁극적으로는 쓰나미 발생시 항만내 선박의 안전 확보및 예상되는 항만피해의 경감을 그 목적으로 한다.
본 논문에서는 쓰나미의 공진현상에 의한 계류선박의 영향 및 계류하중을 평가하기 위해, 쓰나미에 의한 계류 선박의 동요 시뮬레이션을 행하였다. 그리고 쓰나미 성분파의 추출 방법을 통한 동요 시뮬레이션을 통해, 공진주기파 포함 여부에 따라 계류선박의 동요량, 계류색 장력 및 방현재 변형량 등의 영향에 대해서 검토 및 평가하였다.
따라서, 본 연구에서는 계류선박의 동요에 큰 영향을 미치는쓰나미의 공진현상을 고려한 수치 시뮬레이션을 수행한다. 이를 통해 궁극적으로는 쓰나미 발생시 항만내 선박의 안전 확보및 예상되는 항만피해의 경감을 그 목적으로 한다.
가설 설정
여기서 AJt 与: 푸리에 계수, 幻, 如: 丿.번째 성분파의 각주파수및파수, h: 수심이다. 또한 설정된 속도포텐샬부터 선측방향 (X방향) 및 선수미방향(V방향)의 유속은 다음식으로 계산된다.
제안 방법
(1) 쓰나미에 의해 Sway 등에 큰 동요가 발생하고, 그것에따른 계류 시스템에도 과도한 하중이 작용하는 것을 수치 시뮬레이션을 통해 알았다.
계류선박에 대한 수치 시뮬레이션을 이용하여 장주기 선체운동과의 공진주기파를 포함하는 경우와 포함하지 않는 경우로구분하여 선박동요의 영향을 조사한다.
시뮬레이션을 행하였다. 그리고 쓰나미 성분파의 추출 방법을 통한 동요 시뮬레이션을 통해, 공진주기파 포함 여부에 따라 계류선박의 동요량, 계류색 장력 및 방현재 변형량 등의 영향에 대해서 검토 및 평가하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다.
FFT에 의해 추출한 성분파를 전부 취급하는 경우 주파수 분해에 의해 실 파형에 없는 단주기 성분이 강조되어 장주기파의 초월 성분이 재현되는 경우가 있다. 따라서, 여기서는 역치파 진폭(Threshold wave height)을 설정하여, 선체에 작용하는 파랑 강제력이나 유속 산출에 이용하는 성분파수 (叫)를 한정하여 계산한다.
대상 데이터
광석운반선을대상으로 검토했다. 대상 선박은 4기의 방현재 및 계류색 16개로 계류되어 있는 상태로, 계류색의 초기장력은 각 10ton이다. Table 1은 계류색의 특성을, Table 2는 방현재의 특성을 나타내고 있다.
본 연구에서는 역치파 진폭을 5cm 및 2cm로 설정하며, 이때 추출되는 성분파수叫는 21개 및 37개가 된다. 역치파 진폭이 5cm인 경우, 성분파의 주기는 T=5, 120s ~ 160s로 분포하여장주기 선체동요인 Surge, Sway와 공진하는 성분을 포함하지않았다.
쓰나미에 의한 계류 선박의 시계열 해석을 위해, Fig. 5와 같이 Sea Be尚에 계류 되어 있는 90, 000 D.W.T. 광석운반선을대상으로 검토했다. 대상 선박은 4기의 방현재 및 계류색 16개로 계류되어 있는 상태로, 계류색의 초기장력은 각 10ton이다.
이론/모형
또한 성분파의 주파수별로 Lissajous Figure를 작성하여 파향을 입력하여 계산한다.
성능/효과
(2) 장주기 동요의 발생원인 되는 공진현상을 고려한 경우, 고려하지 않았을 때보다 큰 선체 동요량 발생 및 계류 하중이 작용하는 것을 알았다.
후속연구
(4) 항내선박의 재해 예방을 위해서는 선종, 선형의 차이에따른 영향, 계류색 및 방현재의 변경에 의한 계류력의 영향, 쓰나미의 높이, 파향 등에 따른 영향을 상세히 검토하여, 계류선박의 운동을 제어할 필요가 있다.
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