[해양장비설계] riser
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- 목차
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1장 서론
(1) 선행 연구조사
(2) 논의 방향
2장 Riser
2.1. 정의
2.2. 구성
2.3. 목적에 따른 종류
2.3.1. drilling riser
2.3.2. Production riser
2.4. 설치
3장 기존 Riser의 거동 해석 - riser의 운동방정식 유도
4장 기존 Riser의 구조해석 - fatigue damage Problem
4.1. riser 설계 시 고려 변수
4.2. riser의 fatigue damage Problem
5장 기존 Riser의 fatigue damage를 줄일 수 있는 새로운 Riser의 제안
5.1. 기존 특허 조사
5.2. Geometry parameter
5.3. 새로운 riser의 제안
5.3.1. 날개형
5.3.2 Twisted HEXAGON
6장 요약 및 결론
- 본문내용
-
1장 서론
해양 riser는 심해역, 석유자원 탐사 및 개발, 해양 온도차 에너지 발전, 심해 천연 광물자원 개발 등 많은 해양작업에서 매우 중요한 역할을 수행하여 오고 있다. 특히 최근 그 작업영역이 깊은 수심으로 이동함에 따라 해양 riser의 전체 길이가 매우 길어지고 상대적으로 직경/길이의 세장비가 커지게 되어 점점 더 유연한 세장체 구조물의 특성을 지니게 되고 있다. 이로 인하여 해양 riser의 동역학적 거동이 더욱 복잡해지고, 전체 해양구조물 시스템 거동에 미치는 중요도 역시 증가하게 된다고 볼 수 있다. 결국 심해역에 투입되는 해양 riser에 관한 동역학적 해석이 요구되고, 해석에 근거하여 유체흐름 속에 놓여 있는 riser가 어떠한 damage를 받는지 분석해볼 필요가 있다. 한편 riser는 유연한 세장체의 구조물로서 동역학적 해석시에 모형시험과 수치해석이 이루어 질 수 있으나, 모형시험은 여건 상 힘이 들기 때문에 riser를 간단한 수학적 모델링을 통해 운동방정식을 유도해보고, damage 분석 시에는 수직방향으로 세워져 있는 보로 가정함이 타당 할 것이다.
(1) 선행 논의 조사
riser에 대한 선행 연구는 많지 않다. 외국 논문을 살펴보면 riser 단독 논문을 거의 찾아 볼 수 없었으며, mooring line과 riser가 연성된 floating flatform의 동역학적 해석, 스파에 riser가 연결되어 있을 때 어떠한 damping 효과가 있는지, FPSO와 같은 부유체에 부가물이 붙었을 때 어떠한 효과가 있는지 등에 대한 논의가 최선이다. 즉, 기존의 riser의 구조해석과 운동해석, riser가 다른 부유체에 연결되어 있을 때 , 어떠한 영향을 끼치는 지에 국한 되어 있다고 볼 수 있다.
(2) 논의 방향
따라서, 본 보고서에서는 기존의 riser의 구조분석을 포함하여, 더 나아가 Geometry 부분까지 확장하여, Geometry 변수를 포함시켰을 때, riser의 damage에 어떠한 효과를 미칠 수 있는지를 분석 해 봄으로써, 최적의 riser 형태를 제안해봄에 목적이 있다.
2장에서는 riser에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해 추가된 것이며, 3장에서는 riser를 간단하게 수학적으로 모델링 해보고, 거동에 대한 운동방정식을 유도해보고, 4장에서는 그에 근거하여 riser 설계 시 고려해야 할 변수와 관련, 그 중 riser에 작용하는 fatigue damage에 대해 살펴 볼 것이며, 5장에서는 riser설계 시 geometry 변수를 추가 함으로서 riser fatigue damage를 줄일 수 있는 최적 riser 형태를 제안해 볼 것인데, 그에 앞서, 선행특허 조사내용도 첨부할 것이다.
2장 Riser
2.1. 정의
Riser란 해저에서부터 선박 또는 Rig 사이에 있는 일련의 파이프로, 구조해석시 수직방향으로 세워져 있는 보 구조물 가정을 하기도 한다. riser는 유정, 시추를 위한 Drilling Riser 와 해저에서 플랫폼으로 탄화수소를 운반하는 Production Riser 로 구분한다. Riser의 체계를 이해하는 것은 해양구조물의 Drilling/ Floating Production 운영에서 중요한 요소이다.
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