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파랑하중 조건에서 부유체의 동적 거동 해석과 조파수조 실험의 비교

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Alternative Title
파랑하중 조건에서 부유체의 동적 거동 해석과 조파수조 실험의 비교
Abstract
Fluid surfaces are periodically moved up and down by waves. Using this waves, a wave energy generator has been devised to produce electrical energy. However, in order to develop an efficient wave power generation system, most of the designs are dependent on experimental methods, and it takes much time and cost to commercialize them. To solve these problems, simulation of the interaction between the fluid and the floating body, and the development of efficient the floating body through the analytical results is necessary.
In order to analyze the interaction between a fluid and a floating body, a relative Morison equation is mainly used in which the fluid force acting on the floating body is calculated and applied as a concentrated load. However in this method, the wave must be assumed to be a regular wave, and the floating body interacting with the fluid can be applied only to a simple shape such as a cylinder. In addition, since the applied load is applied only to the center of mass of the floating body, there is a disadvantage that the motion and posture of the floating body can not be accurately analyzed.
In this study, the behavior of floating body under wave load is simulated by using incompressible smoothed particle hydrodynamics(ISPH) technique, which expresses fluid in the form of numerous particles. And a floating body tester was designed to verify the results of the simulation, and the dynamic behavior of the floating body by the wave was measured with a high-speed camera. In addition, compared to the analysis results by the relative Morison equation under the same conditions, and it was confirmed the utility of ISPH techniques.
Author(s)
양민석
Issued Date
2018
Awarded Date
2018.2
Type
Dissertation
Keyword
입자완화유체동역학 부유체 연성해석 부유체 실험 시뮬레이션
Publisher
부경대학교
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/14213
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000010731
Affiliation
부경대학교 대학원
Department
대학원 기계설계공학과
Advisor
손정현
Table Of Contents
Abstract v
1. 서 론 1
1.1. 연구 배경 1
1.2. 연구 동향 3
1.3. 연구 목적 및 범위 6
2. 파랑하중 해석 모델 7
2.1. 모리슨 방정식 7
2.1.1. 부유체에 작용하는 파랑하중 7
2.1.2. 상대 모리슨 방정식 11
2.2. ISPH기법 15
2.2.1. 커널함수 15
2.2.2. 분포함수와 공간구배의 이산화 18
2.2.3. ISPH기법의 알고리즘 20
2.2.4. 지배방정식의 이산화 22
2.2.5. 경계조건 23
3. 실험장치 및 실험 25
3.1. 파랑 생성 실험 25
3.1.1. 조파장치 및 계측 장비 25
3.1.2. 부유체 및 구속 실험 장치 28
3.1.3. 조파기에 의한 파랑 생성 32
3.2. 부유체 거동 계측 36
2.2.1. 실험 개요 36
3.2.2. 시험기의 마찰 실험 38
3.2.3. 파랑하중을 받는 사각기둥 부유체의 움직임 45
3.2.4. 파랑하중을 받는 원기둥 부유체의 움직임 48
4. 시뮬레이션 및 분석 51
4.1. 파랑 생성 시뮬레이션 및 실험 비교 51
4.1.1. 선형 파랑의 시뮬레이션 51
4.1.2. 비선형 파랑의 시뮬레이션 56
4.2. 파랑하중을 받는 부유체 시뮬레이션 및 실험 비교 58
4.2.1. 상대 모리슨 방정식을 이용한 부유체 시뮬레이션 58
4.2.2. ISPH기법을 이용한 부유체 시뮬레이션 63
4.2.3. 시뮬레이션 및 실험 결과 비교 65
5. 결 론 67
참고문헌 69
Degree
Master
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산업대학원 > 기계설계공학과
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