한국해양대학교

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파랑 중 원통형 세장체 운동에 대한 이론 및 실험적 연구

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dc.contributor.author 마이게뮈구루마산자 -
dc.date.accessioned 2017-02-22T07:12:01Z -
dc.date.available 2017-02-22T07:12:01Z -
dc.date.issued 2014 -
dc.date.submitted 57042-05-01 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002176093 ko_KR
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/10431 -
dc.description.abstract 원통형 세장체 구조물은 현존하는 수많은 해양구조물을 이루는 매우 중요한 요소 중 하나로 라이져 (risers), 케이블 (cables), 송전선 (umbilical’s) 및 전력공급선(wires)과 같이 다양한 해양시스템에서 각각 중요한 용도로 널리 분포되어있다. 파랑과 조류가 가지는 유체의 힘이 진동과 복원력을 발생시키며 이들 세장체 구조물에게 직접적인 영향을 준다. 이 때 구조물이 받는 힘은 유체의 속성과 유동의 상태 그리고 세장체의 기하하적 형태와 규격에 의해 정해진다. 지속적인 유동이 정지 상태에 이르러도 유체의 운동이 세장체 구조물을 움직이며 계속적으로 복원력의 영향을 받게 된다. 유체 진동과 복원력은 복잡한 비선형적 유체현상으로 심해역 환경의 세장체 구조물 설계에 있어 여러 가지의 도전과제를 야기하며 플랫폼과 유정을 잇는 극히 긴 라이져에 (Riser) 기인하는 몇 가지 문제점을 그 예로 들 수 있다. 본 논문에서는 수심이 깊어질수록 세장체 구조물은 더욱 가늘어지고 유연해짐에 따라 세장체 구조물이 가지는 두 가지 문제점에 관한 연구를 수록하였으며 1) 세장체 구조물의 운동과 해양의 복잡한 유체의 흐름 간의 상호작용 및 2) 유체의 흐름에 놓인 원통형 세장체 구조물 주위에서 발생하는 변동와류로 인한 진동에 (VIV, Vortex Induced Vibration) 관한 연구를 논하고자 한다. VIV를 통하여 레이놀즈수의 범위 내에서 발생하는 유체와 세장체 구조물의 진동을 관찰할 수 있으며 유체가 세장체 구조물을 통과할 때 생기는 주기적인 와류는 양력에 인한 진동을 유발한다. 따라서 유체와 세장체 구조물간의 공진을 피하기 위해 유체의 복원력과 세장체 구조물이 가지는 고유주기를 달리 해야 한다. 본 논문에서는 복잡한 유체의 흐름으로 인한 원통형 세장체 구조물의 운동을 이론과 2차원 조파수조를 이용한 모형실험을 통해 기술하였다. -
dc.description.tableofcontents List of Tables List of Figures List of Photos Abstract Nomenclatures 1. Introduction 1.1 Problem Survey 1.2 Research Objectives 1.3 Thesis Outline 2. Ocean Environments 2.1 Ocean Environments 2.2 Types of Waves 2.3 Essential Wave Parameters 2.4 Wave parameters to determine the applicability of wave theory 2.5 Linear Wave theory 2.6 Stokes Wave theory 2.7 Applicability of Stokes Wave theory 2.8 Hydrodynamic Wave Theory 2.8.1 Water Particles Kinematics 3. Regime of flow around a smooth cylinder 3.1 Regime of flow around a smooth cylinder 3.2 Vortex Shedding 3.3 Vortex Shedding Frequency 3.4 Estimation of Hydrodynamic Foces on Slender Cylinder 3.5 Hydrodynamic Forces on Oscillating Cylinders 3.6 Lift force on a Cylinder 3.7 Estimation of Lift force coefficient, Drag force coefficient and inertia force coefficient 3.7.1 Estimation of lift force coefficient, drag force coefficient and inertia force coefficient 4. Vortex Induced Vibrations of cylindrical structures 4.1 Most important parameters of VIV 4.2 Method used to reduce VIV 5. Experimental studies of behavior of slender cylinders on both wave and currents 5.1 Equipments used 5.2 Effect of mechanical properties on behavior of Slender cylinder 5.2.1 Experimental results 5.3 Lock in effect on transverse cylinder vibrations 5.4 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm) 5.5 Behavior of Acryl model (MT=3s, Displacement 30cm) 5.6 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm) 5.7 Behavior of Teflon model (Mt=3s, Displacement 30cm) 5.8 Behavior of Acryl model (WT=0.8s, WH=5cm) 63 5.9 Behavior of Acryl model (WT=0.8s, WH=10cm) 65 5.10 Behavior of Teflon model (WT=0.8s, WH=10cm) 66 5.11 Behavior of Acryl model (WT=1s, WH=5cm) 68 5.12 Behavior of Teflon model (WT=1s, WH=5cm) 69 5.13 Behavior of Acryl model (WT=1s, WH=10cm) 71 5.14 Behavior of Teflon model (WT=1s, WH=10cm) 72 5.15 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WH=10cm, WT=0.8s,angle=180) 5.16 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WH=10cm, WT=0.8s, angle=180 5.17 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=0.8s, WH=10cm, angle 360) 5.18 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=0.8s, WH=10cm, angle 360) 5.19 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=1s, WH=10cm, angle 180) 5.20 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=0.8s, WH=10cm, angle 180) 5.21 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=1s, WH=10cm, angle 360) 5.22 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=1s, WH=10cm, angle 360) 5.23 Behavior of Teflon model (WT=1s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.24 Behavior of Acryl model (WT=1s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.25 Behavior of Acryl model (WT=1.5s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.26 Behavior of Teflon model (WT=1.5s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.27 Behavior of Acryl model (WT=1.5s, Displacement 30cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.28 Behavior of Teflon model (WT=1.5s, Displacement 30cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.29 Behavior of Acryl model (WT=3s, Displacement 30cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.30 Behavior of Teflon model (WT=3s, Displacement 30cm, Current Velocity V=0.2m/s) 5.31 Behavior of Acryl model (Current Velocity V=0.2m/s) 5.32 Behavior of Teflon model (Current Velocity V=0.2m/s) 5.33 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm,WT=1s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 180) 5.34 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm,WT=1s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 180) 5.35 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm,WT=1s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 360) 5.36 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=1s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 360) 5.37 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm,WT=1.5s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 180) 5.38 Behavior of Teflon model (MT=1.5s, Displacement 30cm,WT=1.5s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 180) 5.39 Behavior of Acryl model (MT=1.5s, Displacement 30cm, WT=1.5s, WH=10cm, Current Velocity V=0.2m/s, angle 360) 5.40 Effects of Wave Heights on Cross flow Displacements of SlenderCylinder 6. Summary and Conclusion Acknowledgement References -
dc.language eng -
dc.publisher 한국해양대학교 -
dc.title 파랑 중 원통형 세장체 운동에 대한 이론 및 실험적 연구 -
dc.title.alternative Theoretical and Experimental Studies on Behavior of Slender Cylinder on Both Waves and Currents -
dc.type Thesis -
dc.date.awarded 2014-02 -
dc.contributor.alternativeName Maige Mwigulu Masanja -
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조선해양시스템공학과 > Thesis
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