The Static Nonlinear Analysis of the Offshore Pipeline

해저(海底)파이프라인의 정적(靜的) 비선형(非線形) 해석(解析)

The static nonlinear analysis of offshore pipeline is carried out by the finite element method. The governing equilibrium equation are derived by the principle of minimum potential energy and the modified Newton-Raphson procedure is used to solve the system of nonlinear algebraic equation. Geometrically nonlinear beam elements and spring elements are utilized to model the pipeline, stinger, pipe supports and seabed simultaneously. The beam element developed can be used to model redundant structures. It provides for both the torsional deformation and elongation of pipeline, and permits the use of different physical properties in each principal direction. The validity of this method is investigated by comparing the results with these obtained by other methods.

본(本) 연구(硏究)에서는 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)을 고려(考慮)하여 해저(海底)파이프라인을 설치(設置)하는 동안의 정적(靜的) 해석방법(解析方法)을 제시(提示)하였다. 해석(解析)방법(方法)으로는 유한요소법(有限要所法)을 사용(使用)하였으며, 기본방정식(基本方程式)은 최소위치(最少位置)에너지의 원리(原理)를 사용(使用)하여 유도(誘導)하였다. 평형방정식(平衡方程式)의 해(解)는 modified Newton-Raphson방법(方法)을 사용(使用)하여 구(求)하였다. 파이프라인요소(要素)의 유한변위(有限變位) 및 회전(回轉)과 축방향력(軸方向力)의 영향(影響)이 고려(考慮)되었고 경계조건(境界條件)은 스프링요소(要素)를 사용(使用)하여 모델화(化)하였다. 해석(解析) 적용례(適用例)에서는 다이아몬드형(形) 프레임, 곡선(曲線)외팔보와 해저(海底)파이프라인을 설치(設置)하는 동안의 정적(靜的) 해석례(解析例)를 다루었으며 다른 방법(方法)에 의(依)한 해석결과(解析結果)와 비교(比較)하여 본(本) 연구(硏究)의 정당성(正當性)을 입증(立證)하였다.