와류유발진동 (Vortex-Induced Vibration (VIV))
한 줄 정의: 유체가 원통형 구조물을 지나갈 때 후류에서 교대로 박리되는 와류에 의해 구조물 표면에 주기적인 힘이 작용하여 발생하는 횡방향 진동 현상입니다.
쉽게 풀면
와류유발진동은 물살이 라이저나 파이프라인 같은 긴 원통 구조물을 지나갈 때, 그 뒤쪽에서 소용돌이(와류)가 좌우로 번갈아 떨어져 나가면서 구조물을 옆으로 밀었다 당겼다 반복하는 힘을 만들어 생기는 진동입니다. 마치 깃발이 바람에 펄럭이는 것과 비슷한 원리로, 이 진동이 구조물의 고유진동수와 겹치면 공진이 일어나 피로 손상이 급격히 가속될 수 있습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"와류유발진동 해석 결과, 스트레이크를 미장착한 자유경간 구간에서 락인(Lock-in) 현상에 의한 진폭 증폭이 관찰되었다."
진동 해석을 해보니 스트레이크가 없는 구간에서는, 소용돌이가 떨어지는 주파수와 구조물의 고유진동수가 서로 맞물려 진동이 계속 증폭되는 락인이라는 현상이 나타났다는 뜻입니다.
주의할 점
와류유발진동을 파도에 의한 진동과 혼동하기 쉬우나, VIV는 파도가 아니라 조류나 해류의 흐름에 의해 발생하는 유체역학적 현상이라는 점에서 근본적으로 다릅니다.