• 해양환경안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.358-364
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• 2024

선박 건조 과정에서 블록이나 장비를 지지하는 A형 캐리어 구조는 하중 변경과 시간이 지남에 따라 점차 변형이 증가하며, 이에 따라 블록과 접촉하는 면적이 감소하고 분산된 하중에서 집중된 하중으로 패턴이 변화한다. 이러한 현상은 실제 사용 하중을 오판할 가능성이 있다. 특히 A형 캐리어는 영세한 제조 업체에서 자주 사용하고 있으며, 별도의 엔지니어링 기능이 없는 상황이 대부분이라서 손쉽게 캐리어의 안전사용하중을 계산하는 방법의 개발이 필요하다. 본 연구는 A형 캐리어가 장기적으로 안전하게 사용할 수 있는 하중을 신속하게 평가하는 방법을 제안함으로써, 하중 분포의 변화에 따른 소성 변형과 그로 인한 안전 문제를 예측하고 대응할 수 있다. 제안된 방법은 캐리어의 중앙 집중하중과 전체 분포하중 조건에 대해서 유한요소해석(빔, 쉘 모델링)을 통한 결과를 기반으로 빔-이론을 수정하여 제안되었다. 빔 모델링에서 집중하중 조건은 보정계수 0.73, 분포하중에서는 0.69를 이론값에 곱해서 안전사용하중이 가능하다. 쉘 모델링의 경우, 집중하중은 0.75와 분포하중은 0.69를 사용할 수 있다. 본 연구는 선박 건조 작업 현장의 안전을 개선하고, 실제 작업 환경에서의 안전 사용 하중 판단에 신속하고 효과적인 결정을 내릴 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.244-253
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• 2022

최근 해상풍력발전단지 등의 구조물 설치를 추진하는 사업이 증가하고 있는 추세이며, 이러한 해상장해물의 설치는 인근 해역을 통항하는 선박에게 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구는 통항로 내 장해물에 따라 통항하는 선박에게 주는 위험도를 정량적으로 평가하는 것이 목적이다. 이를 위해 위험도에 영향을 미치는 파라미터를 선정하고, 파라미터를 기반으로 시나리오를 설정하였다. 본 연구는 위험도 평가 모델인 ES 모델을 통해 시나리오 평가를 실시하였으며, 장해물의 크기가 커지고, 장해물과의 이격거리가 커지고, 통항 속력이 느리고, 통항량이 증가할수록 위험 비율이 높아짐을 확인하였다. 또한, 교통흐름 방향이 지정된 경우에 일반적인 교통흐름에 비해 낮은 위험 비율을 보임을 파악하였다. 본 연구는 수행된 시나리오 결과를 기반으로 일반화 모형을 제시하여 다대포 해상풍력발전단지에 적용하였으며, 일반화 모형을 통해 대략적인 위험 비율을 추정하는 것이 가능함을 나타냈다. 본 연구에서 제시된 일반화 모형은 해상장해물 설치에 있어 사전 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.542-550
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• 2020

선박 및 해양구조물에서 사용하고 있는 고강도 알루미늄 합금들은 스틸과 비교해서 많은 이점을 가지고 있다. 최근 고강도 알루미늄 합금들은 육상 및 해양에 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 특수목적 선박의 선체 외판구조에 많이 이용되고 있고, 교량 구조물에 사용되는 상자 구조물, 그리고 고정식 해양플랫폼의 상부구조에서 소비율이 증가하고 있다. 알루미늄 재료는 스틸보다 1/3의 중량 구성비를 통하여, 구성 중량을 줄이게 하여 연비 절감을 가능하게 한다. 일반적인 강구조물의 응력-변형률 관계와 비교하면, 용접가공에 따라 발생하는 열영향부의 존재로 인하여 상당히 다르게 나타난다. 왜냐하면, 강구조물과 비교하면 열전도율이 높아서, 열영향부(heat affected zone, HAZ)가 남아 있어 구조 강도 저하를 가져온다. 본 논문에서는 MIG(Metal inert gas) 용접 때문에 발생하는 열영향부를 고려하고, 종방향 압축 하중에 대한 알루미늄 보강판의 좌굴 및 최종강도 특성을 분석하였다. MIG 용접에 따른 열영향부를 고려한 경우, 좌굴 및 최종강도 모두 감소하며, 열영향부의 범위가 15 mm부터 항복 이후 에너지 소실률이 크게 나타나며, 25 mm 이상부터는 그 차이가 크지 않다. 따라서, 알루미늄 합금재료를 적용한 보강판의 구조 거동을 파악하기 위해서는 열영향부 영향에 대한 검토 및 분석이 중요하다.

• 한국해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.73-83
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• 1987

한국형 해저원유 초기생산 시스템은 제주도 남쪽의 한.일 공동개발구역 및 이와 유사한 조건의 지역에서 소규모 유전이 발견되었을때, 빠른 시간내에 저렴한 초기투자비로 석유를 생산할 수 있도록 개발되었다. 이 시스템은 원유저장용 선박, tower, yoke, gravity base 및 원유처리장치들로 구성되어 있으며 각 구조믈들은 pin 또는 universal joint들로 연결되어있다. 본 구조물의 파도중에서의 동적거동은 전산 program을 이용하여 구하여 wave tank에서 수행된 실험의 결과와 비교, 검토하였다. 그리고 이들 결과를 이용하여 구조적 안전성을 검토하였으며, 설계, 해석 및 model test의 결과들은 선급협회의 승인을 받았다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2003년도 한국해안해양공학발표논문집
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• pp.249-253
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• 2003

심해로부터 해안으로 전파해오는 파랑은 해저지형 또는 구조물 등의 영향을 받아 반사, 쇄파 등과 같은 변형을 겪게 되며, 이와 같은 파랑은 연안침식 및 해안구조물의 안전과 설계에 영향을 미친다. 수중방파제(submerged breakwater)는 입사하는 파랑에너지를 대규모로 감소시켜 연안침식을 방지할 뿐만 아니라 방파제를 수중에 건설함으로써 해역환경의 개선을 가능하게 한다. 또한, Bragg반사를 이용하여 수중방파제를 건설할 경우, 연안의 불필요한 침식 및 퇴적현상을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 입사파에 의해 발생하는 해안구조물의 손상을 사전에 방지 할 수 있다. 아울러, 항만의 정온도를 향상시키는데 효과적으로 이용할 수 있다. (중략)

• 한국항해항만학회지
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• 제42권6호
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• pp.427-436
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• 2018

본 논문에서는 긴 파이프 이뤄진 세장형 부이 구조물의 파랑 중 거동특성에 관한 모형시험과 수치해석 연구를 수행하였다. 대상 부이 구조물은 긴 파이프를 기본 뼈대로 하여, 상부구조물, 부력재, 중력식 앵커로 구성된 아티큘레이트(Articulated)형 부이 구조물이다. 대상 해역인 서해에서의 본 부이 구조물의 생존성을 평가하기 위하여, 축척비 1/22의 축소 모형을 제작하여 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 일련의 모형시험을 진행하였다. 이 때 50년 재현주기의 극한파 조건을 고려하였으며, 또한 조류 및 주기 효과를 검토하기 위하여 추가적인 실험을 수행하였다. 생존성 평가를 위한 주된 평가항목으로는 구조물의 거동, 앵커 지지력, 침수 횟수를 고려하였다. 모형시험 결과와의 상호검증을 수행하기 위하여 상용계류해석 프로그램인 OrcaFlex를 이용하여 수치 시뮬레이션을 병행하였다. 평가결과로써 먼저 조위차에 따른 본 부이 구조물의 거동 특성에 대해 살펴보았다. 고조위와 저조위 조건에서의 종동요 응답, 앵커지지력의 변화를 살펴보았으며, 수치 시뮬레이션 결과와의 직접 비교 검토하였다. 두 번째로는 파도 주기와 조류의 유무에 따른 부이 구조물의 응답 특성 변화에 대해 고찰하였다. 세 번째로는 상부구조물의 침수와 관련하여 비디오 분석을 통한 침수 횟수를 수치해석 결과와 비교 제시하였다. 마지막으로 모형시험에서 직접 계측하지 못한 구조응답과 관련하여 수치 시뮬레이션 결과를 제시하고, 극한파 중 구조적 안전성에 대해서 논하였다. 일련의 생존성 평가 연구를 통하여 본 부이 구조물의 극한파 중 거동 특성에 대해 살펴볼 수 있었으며, 파도, 조류, 조위차에 따른 민감도 특성을 통해 본 부이구조물의 취약점 및 활용성에 대해 고찰해 보고자 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권2호
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• pp.213-218
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• 2013

본 연구에서는 자유낙하 하는 쐐기형 구조물의 슬래밍 충격압력 및 유동특성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 유동장의 계측은 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV 기법을 이용하였으며, 자유낙하 하는 구조물의 충격압력은 압력 계측장비인 Dewetron System을 이용하였다. 모델과 자유수면간 이루는 각도는 $15^{\circ}$, $25^{\circ}$, $35^{\circ}$ 및 $45^{\circ}$를 적용하였으며 중량과 자유낙하의 높이에 대해서 다양성을 주어 실험하였다. 속도장은 접수보다 이수에서 빠른 유동특성을 나타냈으며, 접수에서 보다 이수에서 시간이 더 소요됨을 보였으며, 모델 하부에서의 충격압력은 모델의 45도에서 보다, 입수각이 작은 15도와 P1 지점에서 높게 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-6
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• 1999

해안 및 해양에 설치되어 있는 해저관로는 원유, 가스, 물과 이들의 혼합된 유체들을 전달하기 위한 수단으로 사용되고 있다. 관로 내부 유체의 열과 압력 차이는 해저관로의 팽찰을 야기시킨다. 해전관로 팽창은 관로와 연결되는 구조물들에 응력을 유발시킨다. 작용 응력이 연결 부재의 항복점을 초과하거나 전체 시스템의 허용변형을 초과할 경우 구조물에 손상이 발생된다. 해안 및 해양에 설치되는 해저관로는 주로 위험 물질이나 유독 유체를 포함하기 때문에 만약 이런 유체의 유출이 발생될 경우 인명 피해는 물론 큰 경제적 손실을 가져온다. 비록 해저관로는 시간적/공간적 제약 없이 유체를 전달할 수 있지만, 이런 관로 설계시 안전하게 그 기능을 수행할 수 있도록 고려되어야 한다. 본 논문에서는 해저관로의 열변형 해석에 사용되는 여러 개의 이론을 조사하였고, 관로의 요소들이 관로 팽창에 미치는 영향에 대해 조사하였다.

• 월간포장계
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• 통권242호
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• pp.100-109
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• 2013

해양수산부(장관 윤진숙)는 위험물의 분류기준을 국제기준과 동일하게 적용하고 위험물질 운송에 따른 안전성 제고를 위해 "위험물 선박운송 기준"을 개정하여 시행한다고 밝혔다. 개정된 기준은 국제적으로 적용되는 "국제해상위험물규칙"(IMDG Code)의 최근 개정내용을 반영하고, 위험물 및 화물구역의 종류별 방화장치 요건을 강화하여 위험화물로 인한 선박의 화재 및 폭발 사고가 감소될 것으로 기대된다. 특히, 위험물 운송 용기를 용기의 종류, 재료 및 형태별로 구분하고 외관, 구조 및 성능검사로 세분하여 위험물 용기 검사체계를 효율화함으로써 민원인의 편의를 도모하였으며, 또한, 국제기준에 따라 자동차를 일반선박이나 컨테이너에 수납하여 운반하는 경우 위험물로 분류되어 위험물수납 검사대상이 된다. 본 고에서는 "위험물 선박운송 기준" 일부 개정(안)에 대해 살펴보도록 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.263-270
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• 2021

본 연구에서는 환경, 재료 물성 및 제작 등에서의 불확실성을 고려하여 130m급 고정식 해양구조물의 신뢰성 기반 최적설계를 수행하였다. 구조물의 구조건전성을 엄밀하게 반영하기 위해 작용 및 허용 응력의 비인 UC 값을 신뢰성 해석 및 신뢰성 기반 최적설계의 제약조건으로 고려하였다. 해양구조물의 제작비용을 저감하기 위해 자켓형 지지구조물의 중량을 최소화하였다. 불확실성의 통계적 특성은 문헌 등을 참고하여 관측되거나 측정된 데이터를 기반으로 정의하였다. 자켓형 해양구조물의 신뢰성 해석과 신뢰 기반 최적설계는 부재 수가 많아 계산 부담이 큼으로 문제의 차원을 축소하기 위해 응답의 중요성을 기준으로 설계변수를 선별할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 효율적인 계산을 위해 신뢰성 기반 최적설계를 수행하기 전 결정론적 최적설계를 먼저 수행하였다. 마지막으로, 도출된 최적설계(안)을 기존 각 급 규정 기반 설계와 안전성 및 경제성 측면에서 비교 분석하였다.