정상 동작조건에서 잭업 바지선의 레그에 작용하는 파랑하중 해석
Analysis of wave load acting on the legs of a jack-up barge under normal operating conditions
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초록
본 논문의 주 목적은 전산유체역학(CFD)을 활용하여 정상 동작조건에서 잭업 바지선을 지지하는 레그(leg)에 작용하는 힘을 산정하는 것이다. 그리고 이 결과를 바탕으로 구조해석을 위한 파랑하중을 계산하는 방법을 제시한다. 대상구조물은 실제 근해에 설치될 잭업 바지선을 선정하였다. 레그에 작용하는 힘은 상용 CFD 코드인 STAR-CCM+를 사용하여 계산하였다. 외력은 유속(current), 파도(wave) 그리고 바람(wind)으로 정의하였다. 외력의 방향은 Heading, Quartering 그리고 Beam Loading 3가지이다. 외력의 방향에 따라 레그 별로 힘을 분석하였다. 레그 별로 작용하는 최고 힘은 외력의방향과 무관하게 거의 동일한 것으로 평가되었다. 레그 간의 힘의 간섭 효과는 거의 없는 것으로 확인되었다. 구조해석을 위한 레그 길이 별로 단위길이 당 작용하는 힘의 분포, 대표 힘 그리고 힘의 중심점 산정 방법을 제시하였다.
Abstract
The primary objective of this study is to compute the forces acting on the legs of a jack-up barge under normal operating conditions by employing CFD and thereby determine the corresponding wave load through structural analysis. A jack-up barge installed at the southwest coast was selected as the target structure. The forces acting on the barge’s legs were evaluated by applying the CFD code of STAR-CCM+ software. Current, wave, and wind were the major external forces that varied according to the environmental conditions. The directions of the said external forces were studied with respect to heading, quartering, and beam loads. The forces acting on the barge’s legs were then analyzed according to the environmental conditions. The maximum values of the force acting on each of the barge’s four legs were found to be nearly equal. Furthermore, the interference effect of forces acting among the barge’s legs was found to be low. The standard analysis of force distribution along the barge’s legs per unit length, the total force, and center point of the force was also discussed.
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