SPH 기법을 이용한 해양구조물에 작용하는 파력 산정

Abstract

해양구조물에 작용하는 여러 외력 중 파랑 하중이 가장 위협적이다. 따라서 구조적인 안전성을 정확하게 평가하기 위해서는 파력을 정확하게 산정하는 것이 중요하다. 기존에 널리 사용된 오일러리안 (Eulerian) 관점의 해석법들은 유체-구조물 상호작용 문제를 해석할 때 유체를 구성하는 격자의 생성이 복잡하고, 격자의 과도한 변형 또는 뒤틀림으로 인하여 오류가 쉽게 발생한다. 반면에 Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) 기법은 라그랑지안 (Lagrangian) 관점의 해석법으로서 입자를 이용하기 때문에 큰 변형을 갖는 유체 문제를 해석하기에 효과적이다. 본 논문에서는 Dam-break 문제의 최대 파력을 정확하게 표현할 수 있는 유체의 입자수와 파라미터를 제시하였다. 또 상시 작용하는 해류를 구조물의 상대적인 이동을 통해 모사하는 방법을 제안하고 모리슨 방정식으로 타당성을 검토하였다. 마지막으로 대형 해양구조물에 검증된 방법론을 적용하여 구조적인 거동 특성 및 안전성을 평가하였다.