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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

송성진 (한국해양대학교, 한국해양대학교 대학원)

지도교수
박선호
발행연도
2020
저작권
한국해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (7)

2020

CFD-DEM 연계를 이용한 해저배관 주위 세굴 해석
송성진 ,  박선호 한국전산유체공학회 학술대회논문집 2020.10 학술대회자료
CFD-DEM 연계 모델을 이용한 파이프라인 세굴 해석
송성진 ,  박선호 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 2020.07 학술대회자료
CFD-DEM 연계 모델 개발 및 세굴 현상에의 적용
송성진 해양공학과 2020.01 학위논문

2019

CFD-DEM 연계기법을 활용한 고정식 해양구조물의 모노파일 주위 유동 및 세굴해석
송성진 ,  전우영 ,  박선호 한국해양공학회지 2019.06 학술저널

2018

CFD-DEM 연계기법을 이용한 원형 파일 주위 표사이동과 세굴현상에 대한 수치시뮬레이션
송성진 ,  박선호 한국전산유체공학회 학술대회논문집 2018.11 학술대회자료
CFD-DEM 연계기법을 이용한 모노파일 주위 입자 거동과 세굴현상에 대한 수치해석
송성진 ,  박선호 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 2018.11 학술대회자료
CFD-DEM 연계기법을 이용한 원형 파일 주위 입자의 거동과 침식현상에 대한 수치해석 연구
송성진 ,  박선호 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 2018.05 학술대회자료

초록· 키워드

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In this study, the Eulerian-Lagrangian approach was used to investigate the fluid flow and the behavior of sediment particles around a subsea pipeline exposed to a current. A solver was developed using the open-source libraries for computational fluid dynamics (CFD) and discrete element method (DEM). The solver used the averaging method based on the kernel function to overcome the grid dependency. To improve the accuracy of the drag force acting on the particle, a modified void fraction is presented in the drag model. The settling velocity of a single particle, the angle of repose, and the incipient motion of particles were simulated and compared with the experimental data to validate numerical methods. The ratio of the grid size to the particle size had no effect. This developed numerical solver was applied to a scour phenomenon around a subsea pipeline. The fluid flow around the subsea pipeline was analyzed and the motion of individual soil particles was tracked. It is possible to deepen the understanding of the scour phenomenon using the information on individual particles, which consider particle to particle interaction as well as the interaction between fluid and particles. Finally, the scour around the subsea pipeline was predicted and discussed.

목차

1. 서 론
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목적 7
2. 계산 방법
2.1 이산요소법 지배 방정식 8
2.2 전산유체역학 지배 방정식 9
2.3 커널 기반 평균화 기법 12
2.4 항력 모델의 볼륨비 13
2.5 소스 코드의 병렬화 13
2.6 CFD-DEM 연계 모델의 흐름도 17
3. 수치적 검증
3.1 단일 입자 침전 19
3.1.1 물에서 자유 낙하하는 모래 입자 19
3.1.2 물에서 자유 낙하하는 강체 구 25
3.1.3 물에서 자유 낙하하는 유리구슬 26
3.1.4 실리콘 오일에서 자유 낙하하는 나일론 공 28
3.2 안식각(Angle of Repose) 31
3.3 입자의 초기 운동 35
4. 해저파이프의 세굴 해석
4.1 계산영역 크기, 경계조건 및 격자 37
4.2 수치해석 방법 39
4.3 파이프라인 주위 세굴 해석 39
4.4 CFD-DEM 연계 모델의 장점 및 제한 48
5. 결론 49
참고문헌 50
감사의 글 56

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