유한요소해석을 통한 해중터널의 유체동역학 해석 KCI

Title
유한요소해석을 통한 해중터널의 유체동역학 해석
Alternative Title
Hydrodynamic Analysis of Submerged Floating Tunnel Structures by Finite Element Analysis
Author(s)
김승준; 박우선; 원덕희
KIOST Author(s)
Park, Woo Sun(박우선)Won, Deokhee(원덕희)
Publication Year
2016-12
Abstract
As transportation systems for connecting lands and islands, oversea long-span bridges, underwater tunnels, and immersed tunnels have been mainly used so far. Submerged floating tunnels (SFTs) moored under specific water depth are one of the newest oversea transportation system. Compared to other existing systems, the new system requires relatively less construction cost and time. But, there is still no construction example. For reasonable design of the tunnel and mooring lines the rational structural analysis should be firstly performed. Unlike common transportation structures, the submerged tunnels are mainly affected by the wave, vary irregular excitation component. So, the analysis scheme might be difficult because of the characteristics of the submerged structures. This study aims to suggest the rational global performance analysis methodology for the submerged tunnels. Using ABAQUS the dynamic response of the experimental models studied by KIOST (2013) was investigated considering regular waves. By comparing the simulation results with the experimental results, the feasibility of the numerical simulation was verified. Using the suggested method, the effects of initial inclination of the tethers and draft of the tunnel on the dynamic behavior were studied. In addition, dynamic response of a SFT under the irregular wave was examined.

대륙 및 섬을 연결하는 교통 시설로써 지금까지 해상에 놓이는 교량과 해저 지반에 건설되는 해저 터널 그리고 내륙에서 건설하여 해저지반 위에 안착시킨 침매 터널이 사용되어 왔다. 해중 터널 구조물은 계류선을 이용하여 터널 본체를 특정 깊이 내로 잠수시킨 시설로써 아직 실제 건설 사례는 없지만, 해저 터널에 비해 건설 기간이 짧고 비용이 적게 든다는 장점이 있다. 해중 터널 본체 및 계류선의 합리적인 설계를 위해서는 무엇보다도 해중 터널 구조물의 합리적인 구조 해석이 선행되어야 한다. 일반적인 육상 교통 시설물과 달리 해중 터널은 변동성이 큰 환경 하중에 큰 영향을 받을 뿐 만 아니라 물 안에 잠수식으로 떠있다는 구조적인 특징이 있어서 그 해석이 까다로울 수 있다. 본 연구는 해중 터널 시스템의 합리적인 전체계 동적 구조 해석 기법의 제안을 목표로 한다. 이를 위하여 일반적인 구조물 해석에 널리 쓰이는 ABAQUS를 이용하여 KIOST(2013)에서 연구한 터널 모델을 각 환경 조건에 대한 동적 거동을 분석하였고, 이를 실험 결과와 비교하여 해석 기법의 타당성을 분석하였다. 또한 이 연구에서는 계류선의 배치형식, 터널의 흘수가 해중 터널 동적 거동에 미치는 영향을 분석하였고, 불규칙 파랑에 대한 특성 역시 분석하였다.
ISSN
1015-6348
URI
https://sciwatch.kiost.ac.kr/handle/2020.kiost/1379
DOI
10.12652/Ksce.2016.36.6.0955
Bibliographic Citation
대한토목학회논문집(국문), v.36, no.6, pp.955 - 967, 2016
Publisher
대한토목학회
Keywords
Submerged floating tunnels; Morion equation; Wave; Mooring lines; Global performance analysis; 해중 터널; 모리슨 방정식; 파랑; 계류선; 전체계 해석
Type
Article
Language
Korean
Publisher
대한토목학회
Related Researcher
Research Interests

Development of harbor structures,Analysis of harbor structures,Design of harbor structures,항만구조물개발,항만구조물해석,항만구조물설계

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