해저 케이블 보호 구조물의 앵커 충돌 수치 시뮬레이션
- Alternative Title
- Numerical simulation of submarine cable protector under anchor collision
- Abstract
- 본 연구는 케이블 보호 구조물의 앵커 충돌해석을 통해 대상 구조물인 아치형 해저 케이블 보호구조물의 거동에 대해 알아보고자 하였다.
대상구조물에 대해서 앵커 충돌 시뮬레이션을 진행하였다. 충돌체인 앵커는 KS구격에 따른 stock 앵커를 기준으로 모델링 되었으며 낙하높이는 3, 5, 10m의 차이를 두어 해석을 수행하였다. 콘크리트 재료모델은 RHT 모델과 Mohr-Coulomb 모델을 사용하였다. 또한 보호구조물의 내부철근의 간격, 앵커의 충돌위치에 따른 결과의 차이 그리고 조류력을 고려한 앵커의 충돌 각도에 따른 결과의 차이를 알아보았다.
해석에 사용된 유한 요소 프로그램은 ANSYS AUTODYN을 사용하였다. 수치 해석 결과에서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.
(1) 앵커의 낙하 높이의 증가에 따라 변위와 손상의 정도가 커진다.
(2) RHT 모델의 경우 손상이 충돌부에 집중되는 결과를 나타낸다. Morh- Coulomb 모델은 충돌부의 손상도 발생하고 주변부로의 손상도 나타난다.
(3) Morh-Coulomb 모델이 RHT 모델의 응력 결과와 비교하여 상대적으로 큰 1차 주응력과 3차 주응력의 값을 가진다.
(4) 충돌주변부의 손상은 내부철근의 배근 방향으로 발생한다.
(5) 내부 철근의 간격에 따라 결과 차이를 보인다.
(6) 시뮬레이션 해석상에서 과보강에 따른 손상정도의 차이를 볼 수 있다.
(7) 충돌위치의 변화에 따라 보호공의 손상은 차이를 보인다.
(8) 아치형 보호구조물의 충돌 취약부위는 point 5번이다. 보호구조물의 끝단의 경우 동일한 충돌에 대해 취약한 지점이다.
(9) 앵커 충돌부의 내부 철근의 위치가 주응력 값에 영향을 미친다.
(10) 철근 간격이 작은 경우 손상이 충돌부에 국한 된다.
(11) 조류력을 고려한 충돌 각도의 영향은 손상과 변위에서는 크게 차이를 보이지 않는다.
In 2006, Jeju Island in South Korea experienced a terrible moment, no electricity for three hours in the entire island region. The cause of the accident came from the domino phenomenon occurred once after one of submarine power cables connected from Haenam, a coastal spot of mainland, to the island was damaged under a certain external load such as a ship anchor or a steel pile being used in marine ranching. After the accident and recovery, more detailed investigation has been focused on the new protection method.
This study presents a collision analysis of new submarine power cable protection. Dynamic finite element analyses using ANSYS AUTODYN were conducted to see the effect of material models (RHT concrete model, Mohr-Coulomb concrete model), drop heights (3 m, 5 m, and 10 m), collision locations, drop angle of anchor on the damage, displacement and response of a submarine power cable protection. arch type cable protector is used for a submarine power cable protection. Reinforced arch type cable protector was modeled to find the effect of the reinforcement at collision analysis. Two spacing of rebar were considered 75mm and 150mm. From the analyses, each effect of those parameters on the result was analyzed, and the relation between damage and parameters were found.
- Issued Date
- 2009
- Awarded Date
- 2009. 2
- Type
- Dissertation
- Keyword
- 해저 케이블
- Publisher
- 부경대학교 대학원
- Alternative Author(s)
- Woo, Jinho
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 해양공학과
- Advisor
- 나원배
- Table Of Contents
- 1. 서론 = 1
1.1 연구 배경 및 필요성 = 1
1.2 연구 목적 및 내용 = 3
2. 동적 유한 요소 시뮬레이션 모델링 = 4
2.1 ANSYS AUTODYN = 4
2.2 앵커 = 5
2.3 아치형 보호구조물(Arch type cable protector) = 8
2.4 Reinforced model = 11
3. 콘크리트 재료 모델 = 12
3.1 Mohr-Coulomb model = 12
3.2 RHT concrete model = 15
4. 해저 케이블 보호 구조물의 시뮬레이션 결과 = 19
4.1 아치형 케이블 보호 구조물의 결과(철근 간격 75mm, Mohr-Coulomb model) = 19
4.1.1 변위 = 19
4.1.2 손상 = 20
4.1.3 주응력 = 22
4.2 아치형 보호구조물의 결과 (철근 간격 75mm, RHT model) = 26
4.2.1 변위 = 26
4.2.2 손상 = 27
4.2.3 주응력 = 29
4.3 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 150mm, Mohr-Coulomb model) = 33
4.3.1 변위 = 33
4.3.2 손상 = 34
4.3.3 주응력 = 36
4.4 아치형 보호구조물의 결과 (철근 간격 150mm, RHT model) = 40
4.4.1 변위 = 40
4.4.2 손상 = 41
4.4.3 주응력 = 43
4.5 충돌 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 75mm, Mohr-Coulomb model) = 47
4.5.1 변위 = 47
4.5.2 손상 = 48
4.5.3 주응력 = 51
4.6 충돌 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 75mm, RHT model) = 55
4.6.1 변위 = 55
4.6.2 손상 = 56
4.6.3 주응력 = 59
4.7 충돌 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 150mm, Mohr-Coulomb model) = 63
4.7.1 변위 = 63
4.7.2 손상 = 64
4.7.3 주응력 = 67
4.8 충돌 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격150mm, RHT model) = 71
4.8.1 변위 = 71
4.8.2 손상 = 72
4.8.3 주응력 = 75
4.9 충돌 각도와 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 75mm, Mohr-Coulomb model) = 79
4.9.1 변위 = 79
4.9.2 손상 = 80
4.9.3 주응력 = 83
4.10 충돌 각도와 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 75mm, RHT model) = 88
4.10.1 변위 = 88
4.10.2 손상 = 89
4.10.3 주응력 = 92
4.11 충돌 각도와 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 150mm, Mohr-Coulomb model) = 97
4.11.1 변위 = 97
4.11.2 손상 = 98
4.11.3 주응력 = 101
4.12 충돌 각도와 위치를 고려한 아치형 보호구조물의 결과(철근 간격 150mm, RHT model) = 106
4.12.1 변위 = 106
4.12.2 손상 = 107
4.12.3 주응력 = 110
4.13 충돌 시뮬레이션 결과 분석 = 115
4.13.1 아치형 보호구조물의 낙하 높이와 철근 간격에 따른 결과 분석 = 115
4.13.2 아치형 보호구조물의 충돌 위치에 따른 결과 분석 = 116
4.13.3 충돌 각도를 고려한 아치형 보호구조물의 결과 분석 = 118
5.결론 및 요약 = 120
참고문헌 = 121
- Degree
- Master
- Files in This Item:
-
-
Download
해저 케이블 보호 구조물의 앵커 충돌 수치 시뮬레이션.pdf
기타 데이터 / 13.04 MB / Adobe PDF
-
Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.