• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.209-212
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• 2011

본 논문에서는 평판(plate) 형태를 갖는 부유식 해상구조물의 유탄성해석에 관한 연구를 수행하였다. 유체력 산정을 위해 포텐셜을 입사, 방사, 산란으로 구분하여 계산하였던 기존의 방법 대신 전체 포텐셜을 직접 계산하는 방법을 사용하여 최근의 경향을 반영하였다. 선형 유탄성해석의 특성을 고려하여 해석시간을 감소시키기 위해 일반적으로 사용되고 있는 주파수 영역에서의 해석 기법을 적용하였다. 구조체의 모델링에 소요되는 요소수를 줄이고, 휨 변형 시 전단변형률에 의한 잠김현상을 해소하기 위해 MITC 기법을 적용한 평판 유한요소를 사용하였으며, 3차원 Green 함수법을 적용해 유체력을 산정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.72-80
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• 2015

본 연구에서는 총 10가지 다양한 컨테이너 활하중 분포에 따른 콘크리트 부유식 컨테이너 터미널 하부슬래브의 휨응력분포와 변위분포를 비교분석하였다. 또한, 대상구조물의 구조성능과 거동을 수치해석적으로 검토하였다. 활하중 분포에 따른 구조성능 검토결과 3가지 하중분포 (A, B, D-type)는 인장거동을 보이며, 그 외의 7가지 하중분포 (C, E, F, G, H, I, J-type)에서는 압축거동을 나타내었다. 특히, D, F-type에서는 과도한 압축응력이 발생하였으며, 부력 프리플랙션 제어를 통하여 압축응력을 저감할 수 있을 것으로 사료된다. 활하중 분포에 따른 구조거동 검토결과 B, E, F, I-type에 대한 부유구조체의 기울기가 메가플로트 기준을 초과하였으며, 이와 같은 하중분포는 컨테이너 적하 시에 회피해야 될 것으로 판단된다. 종합적으로, 부유식 컨테이너 터미널에 관련된 기준 및 연구가 많지 않은 현실을 감안할 때, 본 연구는 컨테이너 터미널의 구조성능 및 거동을 검토를 위한 초석이 될 것이며, 사용 가이드라인으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.109-117
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• 2022

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 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.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권5호
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• pp.389-394
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• 2005

초대형 부유식 구조물의 경우 지진하중보다 파랑하중에 의한 영향이 크게 작용하기 때문에 파랑하중에 의한 하부부체의 변형이 상부구조물에 부가모멘트를 발생시키는 요인이 된다. 이러한 부가모멘트를 저감시키기 위해 본 연구에서는 강접합과 핀접합 사이의 거동을 하는 반강접 접합부를 적용하였다. 초대형 부유식 구조물의 상부구조체에 반강접 접합부를 적용할 경우 보의 부가모멘트를 감소시킬 수 있으며, 더욱 경제적인 설계가 가능하다. 본 논문에서는 4경간 3층 예제구조물에 대하여 파랑하중에 의한 영향을 분석하고, 구조물의 반강접 접합부 적용에 따른 효율성을 검토하였다. 접합부는 각형강관 외-다이아프램 접합부를 적용하였으며 파랑하중에 의한 동적 특성을 분석하기 위하여 시간 이력해석을 수행하였다. 초대형 부유식 구조물의 상부구조물의 경우 파랑하중에 의해서 정하중의 최대모멘트 응답이 강접 구조물에서는 $33\%$ 증가하였으며, 스프링 모델을 이용한 반강접 구조물에서는 $26\%$ 증가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1489-1495
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• 2012

본 논문에서는 부유식 플랫폼의 동적 거동을 고려하여 해상 풍력 발전기 타워의 구조 해석을 수행하였다. 풍력 발전기는 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브 그리고 3 개의 블레이드로 구성된다. 타워는 3 차원 빔 요소를 사용하여 탄성체로 모델링하여 탄성 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동 방정식을 구성하였다. 회전하는 블레이드에는 블레이드 요소 운동량 이론에 따라 계산된 공기역학적 힘이 적용되었고, 부유식 플랫폼에는 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘 그리고 계류력이 적용되었다. 타워의 구조 동역학적 거동을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 굽힘 모멘트와 응력을 산출하고 허용치와 비교하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제27권1호
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• pp.63-70
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• 2003

초대형 부유식 구조무？ 상부구조는 육상 구조물과는 달리 파량하중의 영향을 받기 때문에 하부부체의 변형에 의해서 상부구조물에는 부가 모멘트가 크게 발생한다. 이와 같은 부가모멘트의 저감을 위하여 보-기둥 접합부에 반강접의 도입에 관한 연구는 시작단계이며 반강접의 비선형 거동을 고려한 상부구조물의 연구는 초기단계이다. 본 논문에서는 초대형 부유식 구조물의 상부구조물에 정적하중과 진폭의 크기가 다른 파랑하중이 동시에 작용할 경우 강접 골조와 부분적으로 반강접 접합부가 사용된 세 가지 접합부 종류에 대한 2차 탄성해석을 수행하였다. 접합부는 웨브에 더블 앵글을 가진 상하 앵글(TSD) 접합과 확장 엔드 플레이트 접합 그리고 각형강관 외다이아프램 접합부를 적용하였으며 중고층 구조물에 파랑하중이 작용할 경우 반강접 접합부의 위치에 따른 모멘트와 수평변위의 응답특성에 대하여 연구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1353-1362
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• 2014

최근 화석연료의 과도한 소비로 인해 다양한 환경문제가 발생하고 있으며, 이에 대한 대안으로 신재생에너지의 중요성과 그에 대한 시설의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 이러한 수요를 만족하기 위하여, 다수의 태양광발전 구조물들이 건설, 계획되고 있다. 그러나 대부분의 태양광발전 시설들은 육지에 시공되고 있기 때문에 토지 이용에 따른 건설비의 증가와 토지 개간에 의한 추가적인 환경문제 등이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 국내에서는 FRP를 활용한 수상 부유식 태양광발전 구조물에 대한 연구를 지속적으로 수행하고 있다. FRP는 높은 강도와 내부식성 및 작은 단위중량 등의 장점을 가지고 있기 때문에 최근 토목분야에서 각광받고 있으며, 이러한 재료적 특성은 자중에 따라 부력체의 크기가 결정되는 수상 구조물에 특히 유용하다. 이 연구에서는 수상 부유식 태양광발전 구조물과 구조물을 구성하는 SMC FRP 수직재의 구조적 성능을 평가하기 위한 해석적, 실험적 연구를 수행하였다. 수상 부유식 태양광발전 구조물은 유한요소해석을 통해 정적거동을 평가하고, 실험을 통해 동적거동을 평가하였다. 또한 SMC FRP 수직재는 유한요소해석을 통해 구조안전성 및 좌굴안정성을 평가하였으며, 실험을 통해 압축 및 인발 하중에 대한 구조적 거동 특성을 검토하였다. 검토 결과 펄트루젼 FRP (pultruded FRP)와 SMC (Sheet Modoling Compound) FRP로 구성된 구조시스템은 외부하중에 대한 안전성을 확보하고 있음을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.116-127
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• 2024

부잔교는 연안에 설치되는 대표적인 부유식 구조물로 선박의 접안 및 계류시설로 주로 활용되고 있으나, 파랑제어 및 파력발전 구조체와 같은 다양한 목적으로 활용하려는 시도가 계속되고 있다. 본 연구에서는 상하동요와 제한된 횡동요만을 허용하는 말뚝계류 부잔교를 대상으로 부유체의 유공구조 및 몰수판 부착에 따른 반사특성 및 동요특성을 실험적으로 검토하였다. 수리실험결과, 말뚝계류된 부잔교의 반사특성과 동요특성은 뷰유체의 유공구조 유무에 비해 몰수판의 설치 유무와 설치수심에 크게 의존함을 확인하였다. 특히, 몰수판의 설치는 단주기 파랑에서 반사계수를 증가시키고, 부유체의 상하동요 및 횡동요를 감소시키는 효과가 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권4호
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• pp.259-264
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• 2002

인장계류된 원통형실린더의 동적 거동해석에 관한 일련의 연구수행 결과는 다음과 같다. 1) 실린더형 부유체의 중심점을 인장계류시킨 새로운 개념의 부유식 구조물의 동적거동특성을 파악하였다. 2) 규칙파에서도 부유체와 테더(tether), 입사파의 상호간섭으로 인한 운동특성을 해석하였다. 3) 비선형유체력(2w, 3w)으로 인한 비선형 운동 응답 특성을 분석하였다. 4) 테더강성(tether stiffness)의 결정에 있어서 부유체와의 상호간섭 효과 뿐만 아니라 고주파수 영역에서의 공진을 충분히 고려하여 결정해야 한다. 5) 구조물의 설계시 Surge mode에서는 장주기 표류운동을 발생시키므로 Set down 등의 현상을 고려해야 한다.