해양시추선용 경량수밀댐퍼의 구조안전성 평가에 관한 연구 (A Study on the Structural Safety Evaluation of Light Weight Damper for Offshore Rigs)

서지정보

· 발행기관 : 한국동력기계공학회
· 수록지 정보 : 동력시스템공학회지 / 20권 / 6호 / 80 ~ 86페이지
· 저자명 : 장지성, 지상원, 한승훈

초록

본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 통하여 설계한 수밀댐퍼의 유동특성을 분석하고, 그 유동해석 결과 값을 구조해석에 적용한 연성해석 FSI(Fluid-Structure Interation)기법을 이용하여 경량형 수밀댐퍼의 구조 안전성을 평가하였다. 기존 버터플라이 밸브 형상을 기본 모델로 하여 기존 DN350(Nominal valve size) 규격의 버터플라이 밸브 대비 1/10 정도 중량을 경량화하여 모델링하였다. 유동-구조 연성해석 결과, 디스크 열림 각도가 90° 일 때, 가장 작은 변위와 응력이 발생하였으며 유체와 맞닿는 디스크 끝단에서 최대응력이 발생하였다. 디스크 열림 각도 45° 일 때, 최대응력과 최대변위가 발생하고, 안전계수가 1.3으로 가장 낮게 나타났다. 그러나 가장 낮은 안전계수가 1.3이므로 디스크의 열림 각도에 관계없이 수밀댐퍼가 구조적으로 안정함을 확인하였다.

영어초록

In this study, The watertight damper was designed to improve conventional DN 350A butterfly valve. The FSI(Fluid-Structure Interaction) analysis has performed to investigate the safety factor for the watertight damper. When watertight damper of disk was closed, the disk of pressure value is constant. However depending on the opening angle of disk, the flow velocity and pressure are changed. The maximum velocity was appeared at the end of disk on the small outlet area of duct. When the opening angel of disk is 90°, the maximum velocity was appeared at the center of ending disk. So we were found the opening angle of disk is bigger, the flow rate is increased and velocity is also increased from the result of FSI analysis. We can find the least deformation and stress when the opening angel of damper is 90°. When the 45° opening angle of disk, the largest deformation and stress was found and the minimum safety factor 1.3 was calculated. As a result, we found that the structure of watertight damper is safe enough irrespective of opening angel.

참고자료

· 없음