규칙파 작용 시 부유식 수중파이프라인 유체동역학 해석

Abstract

This paper presents a study of the hydrodynamic stability of a submerged floating pipeline (SFP) under regular waves. In general, the pipeline in water have been constructed as the seabed type using immersed method. But, according to the Northern Cyprus Water Supply Project completed in 2015, the pipeline was installed up to 1500m of water depths using a suspended method for the offshore crossing to ensure economic feasibility. This study investigates the behavior and response characteristics of the SFP with configurations such as buoyancy-weight ratio, a tendon anchoring method, and incidence angle of waves by finite element analysis based on the Cyprus Project case. The design parameters of the SFP were observed to have a great influence on its dynamic behavior. Because this SFP has small stiffness, it was greatly affected by the wave and flow conditions, and it was estimated that its dynamic behavior and the section force must be reviewed in the design stage.

본 연구에서는 선형규칙파 내의 수중파이프라인의 유체동역학적 거동특성을 분석하였다 일반적으로 수중파이프라인은 해저에 착저시키는 침매방식으로 건설되어왔으나 년 완공된 터키 사이프러스간 파이프라인 프로젝트에서는 심해에서의 경제성 확보를 위해 부유식 수중파이프라인방식을 적용하여 시공한 사례가 있다 이에 본 연구에서는 사이프러스 프로젝트의 사례를 바탕으로 부력 중량비 긴장재 앵커 배열 방식 파이프라인 설치수심 그리고 규칙파의 입사각을 주요 변수로 하여 수중파이프라인의 거동특성을 분석하였다 그 결과 수중파이프라인은 경계 및 하중조건에 따라서 많은 변형이 발생하는 것으로 나타났다 또한 파이프라인의 강성이 작아 파랑 및 흐름조건에 큰 영향을 받기 때문에 설계 시 동적 거동 및 단면력 검토가 필수적으로 필요하다고 판단된다.