• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.99-110
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• 2017

본 연구는 부유식 구조물의 위치 제어를 위한 계류 체인 링크의 휨 거동에 대해 다룬다. 일반적으로 체인 구조는 링크 간 연결조건에 따라 축력만 전달하는 구조체로 인식되었다. 그러나 체인에 강한 인장력이 작용할 때, 접촉하는 두 링크 간의 마찰력에 의해 휨 강성이 도입되게 된다. 특히, 부유식 플랫폼의 계류선은 강한 인장력이 유지되는데, 물리적으로는 긴장 상태에 있는 체인 링크 간 접촉면에 마찰특성에 의해 휨 강성이 도입되면 환경하중을 받는 플랫폼에 회전 운동이 발생할 때, 계류선에도 회전 변위를 일으키고 이는 결과적으로 설계 시 고려하지 못한 휨모멘트 및 휨응력이 체인에 작용하게 된다. 실제 2005년 Girrasol Buoy 플랫폼의 해상 설치 후 5개월 만에 파손된 계류 체인의 사고 조사 시 주요 원인으로 이러한 휨 거동에 의한 부가 피로손상 누적이 지적되었다. 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 통해 긴장상태에 있는 체인에 도입되는 휨 강성 및 휨 응력의 특성에 대해 분석한다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권4호
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• pp.22-32
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• 2013

This paper presents the conceptual design procedure for the taut-leg mooring lines of a floating-type combined renewable energy platform. The basic configuration of the platform is determined based on an understanding of floating offshore plants. The main dimensions and mass distribution are determined based on a hydrostatic calculation. To identify the motion history of the floating platform and the tension history of the mooring lines, a hydrodynamic analysis is executed using Ansys.Aqwa. This helps in the selection of the best configuration for the mooring system such as the number of mooring lines, wire types, anchored positions, etc. In addition, the fatigue life of the mooring lines can be predicted from the tension history using the rain-flow cycle counting method.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.594-600
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• 2022

대형액화천연가스(Liquefied Natural Gas, LNG)선이 연안 터미널에 정박할 경우 바람과 조류 등의 환경하중에 대응하여 안전을 확보할 수 있는 계류 안전을 위한 케이블 계류력 산정이 필요하다. 이에 기존의 주요 계류역(Mooring Force) 계산방법의 비교 및 분석을 수행하였다. 비교 및 분석을 통해 석유회사국제해운포럼(Oil Companies International Marine Forum, OCIMF)의 계류설비지침에서 권고하는 계산방법을 선정하였으며 이를 기반으로 본 논문에서는 실제 대형 LNG선에 적용하여 OCIMF 계류설비지침의 스펙트럼을 이용한 계류줄의 계류력 계산 사례를 제시하였다. OCIMF 계류설비지침에 따른 스펙트럼으로 계산한 계류력은 환경 외력과 풍동 시험으로 계산한 바람저항계수 기반 선박 환경 외력과 최대값에서 매우 유사한 결과값을 주는 것을 확인할 수 있었다. OCIMF 계류설비지침에 따른 스펙트럼으로 계산한 계류력에 대한 검증으로 전문 계류력 계산 소프트웨어인 OPTIMOOR 소프트웨어를 사용하여 결과를 비교하였으며 둘의 결과는 매우 유사한 것을 확인하였다. OPTIMOOR를 사용할 경우에는 각각의 케이블의 인장력을 정밀하게 계산할 수 있어 경제적인 제약이 없을 때 적극적 사용이 추천된다. 결론적으로 OCIMF 계류설비지침에 따른 스펙트럼으로 계산한 계류력이 대형 LNG선의 계류력 계산에 적용함에 문제가 없음을 실제 계산 사례를 통해 검증할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.248-253
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• 2023

대다수의 부유식 해양플랜트는 위치 유지의 방법으로서 체인 계류 시스템을 사용하나, 그 설계 변경 과정은 논문으로 찾아보기 힘들다. 본 연구는 FLBT를 대상 해양플랜트로 선정하여 계류 초기설계안과 모형시험을 수치해석으로 분석하고, 변경된 설계조건에 따라 새로운 계류 설계안을 제시하였다. 주된 환경 방향에 따라 계류선 묶음(bundle)의 주 방향을 조절하는 것이 계류 설계하중 감소에 크게 유효했다. 터렛 계류된 해양플랜트라도 횡파에 노출되며, 횡파 중 운동 때문에 높은 계류 인장력이 발생했다. 일치된 환경 방향 조건은 설계조건이 될 수 없으며, 바람, 파도, 조류의 각 환경 방향이 복잡한 조건에서 설계 계류 하중이 발생했다. 횡요 운동이 계류 인장력에 미치는 영향이 큼으로 적절한 횡요 감쇠 계수를 계류해석에 적용하는 것이 중요하다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.300-310
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• 2014

This paper presents a mooring design procedure of a floating offshore wind turbine. The environment data of south offshore area of Jeju collected from Korea Hydrographic and Oceanographic Administration(KHOA) are used for hydrodynamic analyses as environmental conditions. We considered a semi-submersible type floating wind turbine based on Offshore Code Comparison Collaborative Continuation(OC4) DeepCWind platform and National Renewable Energy Laboratory(NREL) 5 MW class wind turbine. Catenary mooring with studless chain is chosen as the mooring system. Important design decisions such as how large the nomial sizes are, how long the mooring lines are, how far the anchor points are located, are demonstrated in detail. Considering ultimate limit state and fatigue limit state based on 100-year return period and 50-year design life, respectively, longterm predictions of breaking strength and fatigue are proposed.

• 한국해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.59-70
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• 1988

This paper presents the results of motion tests of a moored semi-submersible platform in regular waves. To investigate the effects of mooring system on the motion characteristics, the tests were performed under the various mooring conditions in regular head and beam waves. Two types of mooring system were employed: one is composed of soft springs and the other is of chains. In the case of chains the pretensions were varied to investigate the dynamic effects of mooring forces as well as the motion responses of the semi-submersible. The motion responses and mooring tensions were measured and analyzed by the double amplitude method. The measured motion responses were also compared with the results of calculation from three-dimensional potential theory. Finally, the dynamic behaviors of mooring chains were studied.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.43-51
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• 2015

This paper presents effect of aerodynamic loads on mooring line responses of a floating offshore wind turbine. A Matlab code based on blade element momentum (BEM) theory is developed to consider aerodynamic loads acting on NREL 5MW wind turbine. The aerodynamic loads are coupled with time-domain hydrodynamic analyses using one-way interaction scheme of the wave and wind loads. A semi-submersible floating platform which is from Offshore Code Comparison Collaborative Continuation(OC4) DeepCWind platform is used with catenary mooring lines simply composed of studless chain links. Average values of mooring peak tensions obtained from aerodynamic load consideration are significantly increased compared to those from simple wind drag force consideration. Consideration of aerodynamic loads also yield larger tension ranges which can be important factor to reduce fatigue life of the mooring lines.