• 제목, 요약, 키워드: dissipation of collision energy

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간이충돌모델을 이용한 파일형 선박충돌방호공의 충돌거동 연구 (A Study on Behaviors of Pile Protective Structures by Simplified Collision Model)

  • 이계희
    • 대한토목학회논문집
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    • v.36 no.1
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    • pp.31-38
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    • 2016
  • 논문에서는 파일형 선박충돌방호공의 주요 에너지 소산기구인 파일의 소성힌지와 선수변형에 대한 변형-에너지곡선을 산정하고 이를 이전 연구에서 개발된 간이 충돌모델에 적용하여 매개변수해석을 수행하였다. 고려된 매개변수는 슬래브의 질량, 파일의 수, 선박의 질량 및 충돌속도였으며 이들 매개변수를 변화시키면서 충돌거동을 분석하였다. 연구결과, 충진강관과 비충진강관의 에너지 소산거동이 차이를 파악했고, 슬래브의 관성질량을 조절하여 방호공의 충돌거동을 변화 시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 개발된 간이모델은 기본설계나 최적설계에 이용될 수 있을 것이다.

파일지지 구조물의 선박 충돌거동에 대한 해석 (Analysis of Ship Collision Behavior of Pile Supported Structure)

  • 배용귀;이성로
    • 대한토목학회논문집
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    • v.28 no.3A
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    • pp.323-330
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    • 2008
  • 선박과 방호구조물 충돌시 구조물의 동적 특성들을 분석하기 위하여 항로상에 위치한 교량의 방호구조물인 강관파일그룹에 대한 선박충돌해석을 수행하였다. 해석은 선박과 파일의 유한요소 모델링, 비선형성 재료의 모델링, 강성충돌해석, 변위기반해석 그리고 충돌시나리오에 대한 연성충돌해석 등을 포함하고 있다. 강체벽에 대한 강성충돌해석을 통하여, 선수부의 충돌유형에 따른 충돌하중을 산정하였다. 변위기반 해석에서 방호시스템이 최대 수평 이격거리 내에서 흡수할 수 있는 대략적인 에너지의 범위를 산정할 수 있었다. 충돌시나리오별 연성충돌해석에서는 충돌시 거동을 방호시스템 설계를 고려하면서 검토하였다. 파일지지구조물의 에너지소산 메카니즘 분석을 통해 방호구조물의 최적 설계를 도출할 수 있다.

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돌핀방호공의 선박충돌해석 (The ship collision analysis of dolphin protection system)

  • 이계희;이성로;고재용;유원진
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.143-150
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    • 2005
  • In this study, to evaluate the collision behaviors of the navigating vessel and the dolphin protective system protecting the substructures of bridges, the numerical simulation was performed. The analysis model of vessel bow that the plastic deformations are concentrated was composed by shell elements, and the main body of vessel was modeled by beam elements to represent the mass distribution and the change of potential energy. The material model reflecting the confining condition was used for the modeling of the filling soil of dolphin system. The surrounding soil of the dolphin system was modeled as nonlinear springs. As results, it is verified that the dolphin system can adequately dissipate the kinematic energy of the collision vessel. The surrounding soil of the dolphin system is able to resist the collision force of the vessel. And the major energy dissipation mechanism of collision energy is the plastic deformation of the vessel bow and the dolphin system.

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수중운항체에 대한 해중터널의 충돌해석 (Collision Analysis of Submerged Floating Tunnel by Underwater Navigating Vessel)

  • 홍관영;이계희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.27 no.5
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    • pp.369-377
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    • 2014
  • 본 논문에서는 해중터널와 수중운항체의 충돌거동을 파악하기 위하여 두 구조체를 모델링하고 해석을 수행하였다. 충돌이 일어나는 해중터널은 원통형으로 단면을 가정하고 콘크리트와 라이닝강판을 가진 구조로 가정하였다. 충돌부위를 제외한 인접부분은 탄성거동을 하는 보요소로 모델링하고 계류라인은 장력을 받는 케이블로 모델링하였다. 수중운항체는 1800톤급 잠수함을 가정하였으며 수리동역학적 부가질량을 고려하여 충돌질량을 산정하였다. 해중터널에 작용하는 부력은 동적완화방법을 사용하여 초기조건에 포함시켰다. 부력비의 변화와 충돌속도의 변화를 고려하여 충돌해석을 수행한 결과, 충돌에너지의 소산은 주로 해중터널에서 발생하고 수중운항체에 의한 에너지 소산은 미미한 것으로 나타났다. 또한 계류라인의 장력과 부력비의 변화에 따라 해중터널의 충돌거동은 큰 영향을 받았다. 특히 충돌력은 기존의 설계기준의 선박충돌력과는 상이한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

이중 선체 선박의 충돌 강도 해석 (The Assessment of Structural Crashworthiness in Collision Using Double Skinned Structural Model)

  • 이경언;원석희;백점기;이제명;김철홍
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • pp.71-76
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    • 2004
  • 선박의 충돌 또는 좌초 사고에 대응하기 위하여 위험 화물을 운반하는 선박의 경우 이중 선체를 채용하고 있으나 이중선체의 충돌 에너지 흡수 정도와 내판의 파단 여부를 효과적으로 판단하는 기준은 아직 연구 대상으로 남아 있다. 본 연구에서는 실제선박의 충돌강도 해석을 하기 위해서 상용해석코드인 LS-DYNA3D를 사용하고 다양한 시나리오에 따라 동적 해석을 수행하였다. 본 연구를 위하여 46K의 Chemical/Product Carrier를 해석 대상 선박으로 정하여 하중 조건과 충돌 속도를 달리하여도 Energy-Indentation, Force-Indentation에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과 및 정의는 충돌 사고에서의 매커니즘과 충돌 강도 평가에 유익한 정보를 제공하게 될 것이라 판단된다.

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준정적 충돌해석을 통한 선박충돌방공호의 방호능력평가 (A Protection Capacity Evaluation of Vessel Protective Structures by Quasi-Static Collision Analysis)

  • 이계희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.24 no.6
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    • pp.691-697
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    • 2011
  • 본 연구에서는 방호공의 최대방호능력을 산정하기 위하여 선박충돌방호공과 선박을 수치적으로 모델링하고 준정적해석으로 충돌해석을 수행하였다. 방호공은 구조물의 비선형 거동과 지반의 지지효과 및 인발을 고려하여 모델링되었다. 충돌선박은 비선형거동이 집중되는 선수부분을 정밀하게 모델링하고 효율적인 해석을 위해 mass scaling기법을 사용하였다. 동일한 해석모델에 대하여 동적해석을 추가적으로 수행하여 두 해석방법의 차이점과 효율성을 평가하였다. 선박과 방호공의 에너지소산곡선을 바탕으로 충돌선박이 교량하부구조에 충돌력을 전달되는 시점을 추정하고, 이를 바탕으로 대상선박의 최대충돌허용속도를 산정하였다. 이러한 추정방법이 방호공의 에너지소산한계를 명확히 판단할 수 있어 공학적으로 효율적인 산정방법임을 보였다.

선박충돌에 의한 선박과 방호공의 에너지 소산 메카니즘 (The energy dissipation mechanism of ship and fender system by vessel collision)

  • 홍관영;이계희;고재용;이성로
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • pp.696-703
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    • 2005
  • Recently, the collision problems between a bridge and a navigating ship are frequently issued at the stage of structure design. Even the many study results about vessel to vessel collision are presented, but the collision studies between vessel and bridge structure have been hardly presented. In this study, nonlinear dynamic analysis of vessel and fender system carry out using ABAQUS/Explicit commercial program with consideration of some parameters, such as bow structure we composed to shell element also ship's hull is modeling to beam element. Also, buoyancy effect is considered as spring element. The two types of fender systems was comparable with both collision analysis about steel materials fender system and rubber fender system On the purpose of study is analyzed the plasticity dissipated energy of vessel and fender system. We blow characteristic that kinetic energy is disappeared by plastic large deformation in case of collision. Also, We considered dissipated kinetic energy considering friction effect.

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유조선 선수부의 내충돌 구조설계에 관한 연구 -이상화 모델의 충돌거동 분석(1) (A study on the Crashworthiness Design of Bow Structure of Oil Carriers -Collision Behaviour of Simplified Models(1))

  • 신영식;박명규
    • 한국해양공학회지
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    • v.15 no.3
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    • pp.120-127
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    • 2001
  • The potential pollution problems resulting from tanker collision necessitate the requirement for an effective structural design and the development of relevant safety regulations. During a few decades, the great effort has been made by the international Maritime Organization and the Administration, etc, to reduce oil spillage from collision accidents. However there is still a need for investigation in the light of structural evaluation method for the experiments and rational analysis, and design development for an operational purpose of ships. This study aims for investigating a complicated structural response of bow structures of simplified models and oil carriers for assessing the energy dissipation and crushing mechanics of the striking vessels through a methodology of the numerical analysis for the various models and its design changes. Through these study an optimal bow construction absorbing great portion of kinetic energy at the least penetration depth prior to reach to the cargo area and an effective location of collision bulkhead are investigated. In order to obtain a rational results in this study, three stages of collision simulation procedures have been performed step by step as follows; 1) 16 simplified ship models are used to investigate the structural response against bow collision with variation of primary and secondary members. Mass and speed are also varied in four conditions. 2) 21 models consisted of 5 sizes of the full scaled oil carriers are used to perform the collision simulation with the various sizes and deadweight delivered in a recent which are complied with SOLAS and MARPOL. 3) 36 models of 100l oil carrier are used to investigate the structural response and its influence to the collision bulkhead against bow collision in variation with location of collision bulkhead, primary members, framing system and colliding conditions, etc. By the first study using simplified models the response of the bow collision is synthetically evaluated for the parameters influencing to the absorbed energy, penetration depth and impact force, etc.

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유조선 선수부의 내충돌 구조설계에 관한 연구 (A Study on the Crashworthiness Design of Bow Structure of Oil Carriers)

  • 신영식;박명규
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • pp.119-126
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    • 2001
  • The potential pollution problems resulting from tanker collision necessitate the requirement for an effective structural design and the development of relevant safety regulation. During a few decades, the great effort has been made by International Maritime Organization and the Administration, etc, to reduce oil spillage from collision accidents. However there is still a need for investigation in the light of structural evaluation method for the experiments and rational analysis, and design development for an operational purpose of ships. This study is aimed at investigating a complicated structural response of bow structures of oil carriers for assessing the energy dissipation and crushing mechanics of striking vessel through a methodology of the numerical analysts for the various models and its design changes. Through this study an optimal bow construction absorbing great portion of kinetic energy in the least penetration depth prior to reach to the cargo area and an effective location of collision bulkhead are investigated. In order to obtain a rational results in this study, three stages of response analysis procedures are performed as follows; 1). 16 simplified ship models are used to investigate the structural response against bow collision with variation of primary and secondary members. Mass and speed are also varied in two conditions. 2). 21 models conisted of 5 size of full scaled oil carriers are used to perform the collision simulation with the various sizes and deadweight delivered in a recent which are complied with SOLAS and MARPOL. 3). 36 models of 100k oil carrier are used to investigate the structural response and its influence to the collision bulkhead against bow collision in variation with location of collision bulkhead, primary mombers, framing system and colliding conditions, etc.

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용융금속 액적의 고체표면 충돌거동 (Collision Behavior of Molten Metal Droplet with Solid Surface)

  • 양영수;손광재;강대현
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.18 no.4
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    • pp.55-63
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    • 2000
  • This paper presents a study of the solder bumping process. The theoretical model, based on the variational principle instead of solving the Navier-Stokes equation with moving boundaries, was developed to considered the energy dissipation in semi-solid phase and the approximate solidification time of the molten metal droplet. The simulation results revealed that the developed model could reasonably describe the collision behavior of molten metal with solid surface. Simulations were made with variation of initial droplet temperature, substrate metal and initial substrate temerature.

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