Dynamic Response of Tension Leg Platform

여운광,편종근,Yeo, Woon Kwang,Pyun, Chong Kun Korean Society of Civil Engeneers 1985 대한토목학회논문집 Vol.5 No.1

Tension Leg Platform (TLP)이란 평행위치로부터 일정 범위내에서 움직임으로 인하여 외 력의 효과를 완화시키는 compliant 구조물인 동시에, 기인장력을 받고 있는 연직 anchor cable 이 있으므로 부력이 자중을 초과하게 되는 안정한 platform 이다. 일반적으로 부체는 해상조건이 험할수록, 그리고 수심이 깊어질수록 동요가 심해지는데 TLP는 기인장 cable로 인하여 심해에서도 비교적 동요가 작아서 최근 대수심구조물의 총아로 각광받고 있다. 일찌기 Paulling 등이 TLP 거동의 예측을 위하여 수정된 Morison 방정식을 사용하는 선형동유체력합성방법을 발표하였다. 그러나 만일 TLP의 각 부재가 Morison 방정식의 가정이 성립할 수 없을 정도로 크다면 새로운 해석이 필요하다 하겠다. 일본의 Tanaka는 이런 경우에 McCamy-Fuchs 이론의 결과치를 이용하였으나, 완전한 해석이라기 보다는 일종의 간편법이라 하겠다. 본고에서는 큰 배수용적을 가진 연직부체가 있고, 이론적 해석의 결과를 검토해 볼 수 있는 수리모형 실험 결과가 있는 Deep Oil Technology (DOT) 회사의 TLP를 대상으로 하였다. 이 TLP는 부력을 전담하고 있는 연직축대칭 원통과 이들을 연결하고 있는 세부재로 이루어져 있어 축대칭부분에는 축대칭 Green 함수를 사용하여 동유체력을 구하고 세부재는 종래의 수정된 Morison 방정식의 항력항을 선형화하여 동유체력을 구하였다. 그리하여 부재의 각 미소부분에서 구한 힘들을 TLP의 중심에 원점을 둔 좌표계로 옮겨 동적응답을 구한 것이다. 본 해석에서 부재 상호간의 작용은 무시하였으며 단지 부재간의 거리효과만 고려하였다. 따라서 사용된 좌표계는 전체 (Global) 좌표계, 지점 (Local) 좌표계 및 파랑 (Wave) 좌표계 등이었고 각 좌표계간의 변환식이 필요하였다. 전체적인 해석정도는 선형이론으므로 케이블의 강성도 역시 선형적으로 구하였으며, 앞서 언급했다시피 Morison 방정식의 비선형항인 항력항은 Fourier 해석으로 선형화 하였다. 이러한 Fourier 해석은 잘 알려져 있는 Lorentz 원리와 같다고 볼 수 있다. 세부재의 경우 접선력은 무시하였고 수입자의 운동에 의한 부채에 대한 수직력만 고려하였다. 여기서 파랑좌표계에서 지점좌표계로의 좌표변환이 주의를 요하고 있다. 이제 이렇게 구한 각 힘들을 전체좌표 계에서 6개의 자유도별로 운동방정식에 대입하면 각 자유도별 동적응답이 구하여지는 것이다. DOT TLP의 Surge mode에 대한 동적응답을 실험치와 비교하여 본 결과, 세부재에 대한 고려를 뺄 수 없음을 알 수 있었다. 이는 연직축대칭 부체의 크기가 그리 크지 않으므로 인한 것이며, TLP의 원형의 경우에는 보다 더 관성력이 지배적일 것으로 사료된다. The tension leg platform (TLP) is a kind of compliant structures, and is also a type of moored stable platform with a buoyancy exceeding the weight because of having tensioned vertical anchor cables. In this paper, among the various kinds of tension leg structures, Deep Oil Technology (DOT) TLP was analyzed because it has large-displacement portions of the immersed surface such as vertical corner pontoons and small-diameter elongated members such as cross-bracing. It also has results of hydraulic model tests, comparable with theorectical analysis. Because of the vertical axes of symmetry in the three vertical buoyant legs and because there are no larger horizontal buoyant members between these three vertical members, it was decided to develop a numerical algorithm which would predict the dynamic response of the DOT TLP using the previously developed numerical algorithm Floating Vessel Response Simulation (FVRS) for vertically axisymmetric bodies of revolution. In addition, a linearized hydroelastic Morison equation subroutine would be developed to account for the hydrodynamic pressure forces on the small member cross bracing. Interaction between the large buoyant members or small member cross bracings is considered to be negligible and is not included in the analysis. The dynamic response of the DOT TLP in the surge mode is compared with the results of the TLP algorithm for various combinations of diffraction and Morison forces and moments. The results which include the Morison equation are better than the results for diffraction only. This is because the vertically axisymmetric buoyant members are only marginally large enough to consider diffractions effects. The prototype TLP results are expected to be more inertially dominated.

재난과 미래 토목기술의 역할

여운광(Woon-Kwang Yeo) 대한토목학회 2012 대한토목학회지 Vol.60 No.4

선박충돌방지공이 설치된 해상교량의 교각 세굴 특성 분석

여운광(Yeo, Woon-Kwang),지운(Ji, Un),김창성(Kim, Chang-Sung),임종철(Lim, Jong-Chul) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.2

최근 들어 선박의 항로에 위치하고 있는 대형 해상교량의 건설이 활발해짐에 따라 선박충돌의 위험성을 고려하여 교각 주변에 충돌방지공을 설치하는 경우가 많다. 이러한 충돌방지공 설치로 인해 교각의 세굴특성은 충돌방지공 설치 전의 교각 주변의 세굴양상과 매우 다르게 나타난다. 따라서 본 연구에서는 충돌방지공의 설치 유무에 따른 세굴의 형태를 분석하기 위해 인천대교를 대상으로 수리모형실험을 실시하였다. 충돌방지공 설치 전의 고정상, 이동상실험을 통해 유황과 세굴심 및 세굴공 범위를 파악하였으며 또한 충돌방지공 설치 후 실험을 통하여 최종적으로 충돌방지공으로 인한 교각 세굴 특성 변화를 분석하였다. 실험결과, 충돌방지공이 설치됨으로 인해 최대세굴심이 W1교각의 경우 약 0.24 m, W2+3+4교각의 경우 2.4 m 증가하는 것으로 나타났다. 또한 최대세굴심의 발생위치는 W1교각의 경우 충돌방지공 설치 전 후가 동일한 위치에서 발생하였으나 W2+3+4교각의 경우 설치 후 최대세굴심이 교각주변이 아닌 충돌방지공 주변에서 발생하였다. More recently, the massive marine bridges in a ship passage have been constructed on the sea. Therefore, the ship impact protection for the bridge-piers are installed to consider the possibility of vessel collision danger. Due to the ship impact protection, the pier-scour characteristics are changed in comparison with the condition without the ship impact protection (SIP). In this study, the physical modeling for the Incheon Sea-Crossing Bridge was performed to analyze the pier-scour characteristics with respect to the vessel collision protection. The rigid and movable bed tests were conducted to evaluate the flow pattern, scour depth, and scourhole with and without the ship impact protection. The experimental results for the maximum scour depth is increased 0.24 m in W1 pier at the same location and 2.4 m in W2+3+4 piers due to the SIP installation. Especially, the maximum scour depth in W2+3+4 piers was occurred around the SIP.

도시 우수유출 저감을 위한 침투형 맨홀의 효과분석

여운광(Yeo Woon Kwang),이종국(Lee Jong Kook),심재현(Shim Jae Hyun),김종수(Kim Jong Soo) 대한토목학회 2000 대한토목학회논문집 B Vol.20 No.6B

양해법과 음해법을 이용한 영산강에서의 부정류해석

최성욱,여운광,주철,김창완,오유창,Choi, Sung-Uk,Yeo, Woon-Kwang,Choo, Cheol,Kim, Chang-Wan,O, Yu-Chang 한국수자원학회 1991 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.24 No.4

영산강 유역의 89년 7월 호우에 대하여 두가지 유한차분법을 이요한 부정류해석을 실시하였다. 유한 차분법으로는 양해법의 경우 Leap Frog 기법을, 음해법은 Preissmann 기법을 사용하였고 지배방정식은 쌍곡선형 편미분방정식의 일종인 Saint Venant 식을 이용하였다. 외부경계조건으로는 상류단의 유량과 하류단의 조위를 이요하였으며 하구언을 내부경계조건으로 포함시켰다. 지천에서의 유입량과 상류단에서의 유량은 저류함수법에 의한 결과로써 시간별 입력자료로 사용되었다. 비교적 상류에 해당되는 나주지점에서 실측자료, 저류함수법 그리고 두 수치모형에 의한 계산값을 비교해본 결과 해의 정확도는 만족스러웠고 실측자료가 없는 중하류지점에서도 두 모형에 의한 계산값을 비교함으로써 상대적으로 신뢰할 수 있음을 알았다. 본 연구를 통하여 기존의 수문학적 홍수추적방법과 더불어 수치해석에 의한 부정류모형이 홍수예경보업무에 충분히 이용될 수 있음을 알 수 있었으며, 앞으로 본모형을 이용한 홍수시 배수갑문의 최적운영방안등의 연구도 기대된다 하겠다. Flood routing in the Youngsan River was performed for the flood event of July, 1989 by two finite difference methods. The Saint Venant eq., a kind of hyperbolic partial differential equation is employed as governing equation and the explicit scheme (Leap Frog) and implicit scheme (Preissmann) are used to discretize the GE. As for the external boundary conditions, discharge and tidal elevation are upstream and downstream BC, respectively and estuary dam is included in internal BC. Lateral inflows and upstream discharges are the hourly results from storage function method, At Naju station, a Relatively upstream points in this river, the outputs are interpreted as good ones by comparing two numerical results of FDMs with the observed data and the calibrated results by storage function method. and two computational results are compared at the other sites, from middle stream and downstream points, and thus are considered reliable. Therefore, we can conclude from this research that these numerical models are adaptable in simulating and forecasting the flood in natural channels in Korea as well as existing hydrologic models. And the study about optimal gate control at the flood time is expected as further study using these models.

토지이용도, RUSLE, 그리고 산사태 위험도를 이용한 낙동강유역의 토양 침식에 대한 위험성 및 잠재성 분석

지운,황만하,여운광,임광섭,Ji, Un,Hwang, Man-Ha,Yeo, Woon-Kwang,Lim, Kwang-Suop 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.6

The land use map of the Nakdong River watershed was classified by each land use contents and analyzed to rank the risk of soil loss and erosion. Also, the soil loss and erosion was evaluated in the Nakdong River watershed using Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) and the subbasin with high risk of soil loss was evaluated with the analysis results of land use contents. Finally, the analyzed results were also compared with the landslide risk map, hence the practical application methods using developed and analyzed results were considered in this study. As a result of land use analysis and RUSLE calculation, it was represented that the Naesung Stream watershed had the high risk for soil loss among the subbasins of the Nakdong River watershed. It was also presented that the high risk area identified by computation of RUSLE was corresponding to the landslide risk area. However, the high risk of soil erosion by land use near the river or wetland was confirmed only through the calculation results of RUSLE. 본 연구에서는 낙동강유역을 대상으로 토양 침식 및 유실의 위험성을 분석 및 평가하기 위해 토지이용도를 세부적으로 분석하여 유역별 토양침식 발생의 위험성을 순위화하였다. 또한, 토양침식량을 RUSLE 모형을 이용하여 산정하였고 토지이용도 분석 결과와 함께 토양침식 위험성이 높은 유역을 평가하였다. 최종적으로 해당 유역에 산사태 위험지도와의 비교를 통해 유역내 토양유실 대책 수립을 위한 자료의 활용 방안을 분석하였다. 분석 결과, 전체 낙동강유역내 토양침식 위험성이 높은 것으로 선정된 유역은 내성천유역으로 토지이용도 분석결과와 RUSLE 모형의 결과에서 모두 토양유실 측면에서 위험성이 높은 것으로 나타났다. RUSLE 모형 결과에서 토양침식량이 높은 것으로 나타난 지역과 산사태 위험지역의 분포는 유사한 것으로 나타났으나, 하천 주변의 토지이용에 따른 토양유실의 위험성은 RUSLE를 이용한 산정 결과에서만 확인할 수 있었다.

부유사(浮遊砂)에 관한 조사연구(調査?究) -특히 군산항(群山港)에 대하여-

안수한,이정규,여운광,Ahn, Soo Hahn,Lee, Jong Kyu,Yeo, Woon Kwang 대한토목학회 1983 대한토목학회논문집 Vol.3 No.2

본(本) 연구(硏究)는 군산외항(群山外港)에 유출입(流出入)하는 부유사(浮遊砂)의 거동(擧動)을 명백히 하기 위하여 군산외항(群山外港)부근 일대(一帶)에서 부유사의 시료채취(試料採取)와 유속측정(流速測定)을 실시하였으며, 부유사(浮遊砂)의 농도(濃度) 및 감도(監度) 등을 분석(分析) 검토(檢討)하고 조석류(潮汐流)의 변동(變動) 및 파랑(波浪)과의 관계를 연구(硏究)하였다. 여기서 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 금강하구(錦江河口)의 부유사(浮遊砂)의 원인(原因)은 일차적으로 홍수시(洪水時)에 금강상류(上流)에서 많은 부유사(浮遊砂)가 유하(流下)하며 해수(海水)로 인(因)하여 하구(河口)에서 빨리 침전하고 하구(河口)에 침전된 토사(土砂)는 조류(潮流)와 파낭작용(波浪作用)에 의하여 재부상(再浮上)되며 조류에 의하여 유송(流送), 침전이 이루어지며 이와 같은 과정이 조석곡선(潮汐曲線)에 따라 주기적으로 반복되고 있다. 2) 금강하구(錦江河口)의 부유사(浮遊砂)의 농도(濃度)는 일반적(一般的)으로 조차(潮差)와 파고(波高)가 크면 농도(濃度)는 증가하고 반대(反對)로 조차(潮差)와 파고(波高)가 작으면 농도(濃度)는 감소한다. 계절적으로는 파고(波高)가 큰 겨울철에 농도(濃度)가 비교적 크다. The siltation of the Gun-San New Harbour is a serious problem to keep the available water depth of the basin. So, in order to make clear the behaviour of the suspended load flowing in and out of the Gun-San New Harbour obviously, the samples of the suspended load at the appropriate points were collected in the estuarine area near the Harbour and at the same time the tidal current velocities measured. Their suspended load concentrations and salinities were analyzed, and emphasis has been placed on the characteristics of the suspended load concentrations and on the relationship between the concentration and the tidal flow as well as the wave. As a result, the authors obtained the followings; 1) The main source of the suspended load in the Geum River estuarine area is transported from its upstream during floods and deposited rapidly due to the salt water, and the settled sediment is resuspended due to the tidal flow and the wave action, transported and settled again. Such a process is periodically repeated according to the tidal curve. 2) The concentrations are, in general, becoming larger with the increase of the tidal range and the wave height, and vice versa. Especially, the concentrations are relatively large in the winter season of which the wave height is larger than another seasons.

수공구조물의 적정설계를 위한 유출모형 매개변수의 민감도 분석

이정훈,김문모,여운광,Lee. Jung-Hoon,Kim. Mun-Mo,Yeo. Woon-Kwang 한국방재학회 2008 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2008 No.1

Currently, the increased run-off and the shortened arrival time are one of the causes of the city environmental disasters in urbanization. Therefore, it is necessary to properly design the hydrologic structures, but it is very difficult to forecast the values necessary to design from the planning stage. Moreover, as the parameter is changed due to the urban development, it is difficult not only to analyze the run-off influences but also to find the related studies and literatures. The purpose of this study is to utilize the results as the important basic data of the hydrologic structures, its proper design and run-off influences through the sensibility analysis of the model parameter variables. In this study, the absolute and relative sensibility analysis method were used to find out the correlation through the sensibility analysis of the topology and hydrology parameters. Especially, in this study, the changes in the run-off amount and volume were calculated according to increase/decrease in CN, the coefficient of discharge, and the empirical formula is prepared and proposed through the regressive analysis among the parameters. In the meantime, the parameter sensibility analysis was performed through the simulation HEC-HMS that is used and available in Korea. From the results of this study, it was found that the run-off amount is increased about by 10% when the CN value is increased by 5% before and after the development through the HEC-HMS simulation and data analysis. As long as there will be additional data collection analysis and result verification, and continuous further studies to find out the parameters proper to the domestic circumstances, it is expected to considerably contribute to the proper design of the hydrologic structures with respect to the ungauged basin.

교각에 설치된 사석보호공의 침하량 산정식 도출에 관한 실험 연구

지운(Ji Un),여운광(Yeo Woon Kwang),이원민(Lee Won Min),강준구(Kang Joon Gu) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 B Vol.29 No.1B

교각 세굴 방지를 위해 사석보호공을 설치하는 경우 하상의 유사이탈로 인한 보호공의 침하현상이 발생할 수 있으며 따라서 사석층과 하상 사이에 필터층의 설치가 반드시 필요하다. 하지만 국내의 명확하지 않은 필터설치 기준과 설치를 위한 기술적 어려움 그리고 고가의 공사비와 같은 문제점으로 인해 현장에서는 필터 없는 사석보호공을 주로 시공하고 있다. 이에 본 연구는 다양한 조건의 시석 포설두께, 접근 유속, 사석과 하상토의 입경을 갖는 수리실험을 통해 필터층이 없는 사석보호공의 침하량을 정량적으로 측정 및 분석하였으며 실험 결과, 접근유속이 증가할수록, 하상토의 입경이나 포설두께가 감소할수록 최대침하량은 증가하는 양상을 보였고 일정 시간 후에는 침하량이 최대값에 도달하여 유사이탈이 더 이상 발생하지 않음을 알 수 있었다. 또한 본 논문에서 수행된 실험결과 자료들을 최종적으로 종합하여 하상토 입경 계수가 포함된 필터층 없는 사석보호공의 무차원 침하량 산정식을 제안하였으며 이러한 연구 결과들은 추후 필터층 없이 시공되는 사석 보호공의 침하 안정성 평가를 위한 지표로 활용될 수 있을 것이다. Riprap filter should be installed around the pier to prevent riprap subsidence due to sediment winnowing or leaching between the riprap and bed layers. However, riprap protection without filters is commonly applied in the field because of ambiguous specifications and technical and economical difficulties to install the filter layer. Therefore, the hydraulic experiments were conducted in this study to measure and analyze the riprap subsidence quantitatively with different conditions for thickness of riprap layer, approached velocity, sizes of riprap and bed material. As the velocity was increased and size of bed material and thickness of riprap layer were decreased, the subsidence was increased. Consequently, the dimensionless riprap subsidence equation was derived using the synthesized experimental results. The results of this study could be employed as a standard criterion or predictor to evaluate the subsidence stability.

해상교량에서의 세굴특성에 관한 학제간 공동연구(인천대교)

김창성(Chang Sung Kim),여운광(Woon Kwang Yeo),김종인(Jong In Kim),김정한(Jeong Hwan Kim) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10