Nonlinear Dynamic Analysis of Deep Water Riser by the Utilization on the Kinematic Constraint Condition

운동학적 제약조건을 이용한 심해저 라이저의 비선형 동적해석

  • 홍남식 (동아대학교 토목해양공학부,)
  • Published : 1999.09.01

Abstract

변형된 라이저의 단위 접선벡터상의 운동학적 제약조건을 적용하여 심해저 라이저의 비선형 동적해석을 행한다. 이 조건의 적용으로 자유도수를 감소시킬 수 있으며 심한 비선형성으로 인한 해의 발산 가능성을 제거할 수 있다. 라이저의 거대변형으로 인한 기하학적 비선형성과 비선형 경계조건이 고려된다. 또한, 비선형성이 포함되는 수동학적 하중이 조류와 파랑에 의해 발생하여 내부에 정상류가 흐르는 라이저관의 외벽에 작용하게 된다. 이 외에도라이저 자체의 축방향 변형조건을 고려한다. Galerkin의 유한요소 근사화와 시간증분자를 적용하여 유한요소에 대한 평형 메트릭스 방정식을 유도하고, 수치해석을 위한 알고리즘을 제안하며 API 보고서의 결과와 비교함으로써 제안된 모델이 검증된다. 또한, 기하학적 비선형성으로 인한 영향을 조사하였다.

References

  1. ASME Journal of Applied Mechanics v.96 On Computation of the Motion of Elastic Rods Nordgren, R.P.
  2. Offshore Technology Conference, OTC 2776 Nonlinear Dynamic Analysis of Coupled Axial and Lateral Motion of Marine Resers Bruce, E.B.;Michael, F.M.
  3. ASME Journal of Energy Resources Technology v.103 Nonlinear Static Analysis of Deep Ocean Mining Pipe - Part I : Modeling and Formulation Fellipa, C.A.;Chung, J.S.
  4. ASME Journal of Energy Resources Technology v.103 Nonlinear Transient Motion of Deep Ocean Mining Pipe Chung, J.S.
  5. ASME Journal of Energy Resources Technology v.104 Dynamic Analysis of Slender Rods Garrett, D.L.
  6. ASME Journal of Energy Resources Technology v.104 Application of an Adaptive Numerical Technique 3-D Pipeline Problems with Strong Nonlinearities Konuk, I.
  7. Applied Ocean Research v.5 no.4 Nonlinear Dynamic Analysis of Deep Water Risers Safai, V.M.
  8. ASME Journal of Energy Resources Technology v.106 The Nonlinear Dynamics of Long, Slender Cylinders Kim, Y.C.;Triantafyllou, M.S.
  9. ASME Journal of Energy Resources Technology v.106 Practical Modeling for Articulated Risers and Loading Columns McNamara, J.F.;Lane, M.
  10. ASME Journal of Energy Resources Technology v.107 Large Displacement Analysis of a Marine Riser Huang, T.;Chucheepsakul, S.
  11. Applied Ocean Research v.7 no.4 Large Deformation Three-Dimensional Static Analysis of Deep Water Marine Risers Bernitsas, M.M.;Kokarakis, J.E.
  12. ASME Journal of Energy Resources Technology v.109 Nonlinear Three Dimensional Dynamic Analysis of Marine Risers Kokarakis, J.E.;Bernitsas, M.M.
  13. ASME Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering v.110 Three Dimensional Nonlinear Motions of Risers and Offshore Loading Towers O'Brien, P.J.;McNamara, J.F.
  14. Ph.D. Dissertation, University of Florida at Gainesville, USA The Effect of Internal Flow on Marine Riser Dynamics Hong, N.S.
  15. KSCOE Journal of Coastal and Ocean Engineering v.7 no.1 The Effect of Internal Flow on Marine Riser Dynamics Hong, N.S.
  16. API Bulletin 2J(1st edition) Comparison of Marine Drilling Riser Analysis American Petroleum Institute