• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.11-17
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• 2011

본 논문은 해양구조물 rig의 굴착시스템의 하부 부분의 3차원 모델링과 굴착과정의 시뮬레이션에 있다. 최근 조선사들은 높은 부가가치성과 신조의 감소로 인해 해양구조물 rig에 관심이 집중되고 있다. 그러나 대부분의 경우 해양구조물 rig의 기본 설계, 설치 및 운영은 외국회사들이 수행하고 있다. 따라서 굴착에 대한 지식과 정보를 얻기가 쉽지 않다. 본 논문에서는 해양구조물 rig의 핵심장비로 굴착장비, 폭발방지장치인 BOP, 시멘트 작업 및 머드 순환 장치 관련 장비들을 포함하였다. 이들의 구조와 기능은 객체지향기술 관점에서 분석하였다. 이 분석에 기초하여 3차원 소프트웨어 도구인 CATIA와 3DVIA Composer 를 이용하여 이 장비들을 모델링하였다. 굴착과정은 굴착작업의 시나리오에 따라 시뮬레이션되었다. 이 시뮬레이션 시스템은 해양플랜트 산업분야의 엔지니어와 학생들에게 교육도구로 유용하게 활용될 수 있다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.180-184
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• 2001

본 연구에서는 반잠수식 Rig의 형상에 따른 최적 형상을 검토하기 위하여 최근 건조되고 있는 4-Column과 2-Lowhull 을 가진 원통형 Column과 4각 Column형을 공시모형으로 택하여 규칙파중 두 구조물에 작용하는 유체력과 유체력에 의한 운동 응답을 계산, 형상에 따른 유체 역학적 특성과 동요 진폭의 관계를 검토하였다. 수치계산은 3차원 특이점 분포법을 이용하여 정상상태에 대하여 실행하였다. 구조물의 형상과 역학적인 간섭의 영향을 이용, 보다 성능이 우수한 형상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.198-203
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• 2002

본 연구에서는 반잠수식 Rig의 형상에 따른 최적 형상을 검토하기 위하여 최근 건조되고 있는 4-Column과 2-Lowhull을 가진 사각 Column에 원통형 Column을 혼합한 혼합형 과 4각 Column형을 공시모형으로 택하여 규칙파중 두 구조물에 작용하는 유체력과 유체력에 의한 운동 응답을 계산하고, 4각 Column을 가지는 구조물의 길이, 폭, 홀수를 변화시킨 Series 에 따른 유체 역학적 특성과 동요 진폭의 관계를 검토하였다. 수치계산은 3차원 특이점 분포법을 이용하여 정상상태에 대하여 실행하였다. 구조물의 형상과 역학적인 간섭의 영향을 이용, 보다 성능이 우수한 형상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.897-898
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• 2010

• 대한조선학회논문집
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• 제59권1호
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• pp.9-17
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• 2022

In this paper, wind load on a semi-submersible rig was investigated using Computational Fluid Dynamics (CFD). A maritime atmospheric boundary layer model for wind profile was implemented such that the wind profile shapes were retained throughout the computational domain. Wind load on the semi-submersible rig was calculated under the maritime atmospheric boundary layer and matched well with the results from wind tunnel test within a ±20% error. Overturning moments with variation of draft were investigated by decomposing into drag and lift components. It was observed that the contribution from lift to the overturning moments increased as the draft got higher. The majority of the lift components originated from deckbox which served as a lifting body due to the accelerated streamlines between waterline and the bottom of the deckbox.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권1호
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• pp.67-75
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• 2023

본 연구에서는 동명대학교 조선해양시뮬레이션센터의 Real-time 조종 및 작업 시뮬레이터를 활용한 해양구조물 설치 작업 시뮬레이션을 통해 대상의 동적 특성 및 물리적 현상을 작업, 조종 사이의 상호 영향과 함께 분석한다. 8개의 계류삭에 의해 계류되는 반잠수식 시추선의 설치 작업 시뮬레이션이 실제 현장에서의 작업과 유사한 시나리오로 수행되었고, 시추선의 위치 제어를 위한 예인선 4척와 계류삭의 Hook-up 작업을 위한 해양플랜트 지원 선박 1척이 운용되었다. 설치 작업이 수행되는 동안 대상들의 운동과 이동 경로, 계류삭 및 예인줄에 가해지는 장력 등을 실시간으로 확인하였으며, 이를 작업 과정별로 구분하여 분석하였다. 작업과 조종 시뮬레이션이 동시에 수행된 본 연구로부터 특정 환경 외력하에서 설치되는 해양구조물과 이를 위해 운용되는 선박들의 작업 절차에 따른 세부적인 거동 및 작업·조종 간의 상호 영향을 확인하였고, 이는 해상 상태 등을 고려한 해양구조물 설치 작업의 수행 가능 여부를 판단하기 위한 근거로 활용될 수 있음을 제시하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.71-75
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• 2002

대형 시추구조물의 건조는 보통 드라이도크에서 하거나, 해양에서 선체와 데크를 접합하는 방법을 사용한다. 그러나 적당한 해양 접합장소가 없거나 드라이도크의 공간부족으로 현대중공업에서는 드라이도크나 해양에서의 접합건조 대신 부유식 시추구조물을 지상에서 조립하는 방법을 채택하게 되었다. 현대중공업에서는 세 가지 단계를 통해 지상 데크조립을 수행하였다. 첫 번째는 네 개의 철골구조 리프팅타워 상에서 유압리프팅시스템을 이용하여 데크를 지상으로부터 38m 들어올린다. 두 번째는 마찰을 줄이기 위해 윤활제가 칠해진 합성 플라스틱으로 싸인 미끄럼틀(Skidway)을 이용하여 두 개의 6000톤 짜리 하부구조를 데크 아래로 끌어 들인다. 마지막 단계로 데크와 하부구조를 단단히 결합시킨다. 이 과정에 2주일이 소요되었으며 일련의 작업을 거쳐 중량 25,500톤급의 Deepwater Nautilus (RBS-8M) 시추선을 무사히 바다 위로 인도하였다. RBS-8M의 데크결합에 Super Lift를 적용하여 성공시킨 사례를 통해 현대중공업의 초대형 시추구조물 건조방식이 이상적이고, 작업 공기나 원가 측면에서 우위가 있음을 시사하고 있으며 이렇게 건조작업의 대부분을 지상에서 수행한 과정을 통해 작업관리, 품질관리, 일정관리에도 좋은 결과를 가져올 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권1호
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• pp.103-113
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• 2020

잭업 드릴링 리그 (Jack-up drilling rigs)는 해양자원개발 분야 중 석유 및 가스 탐사 산업에서 널리 사용되는 대표적인 해양구조물이다. 이러한 잭업 구조물은 대체로 얕은 수심에서 사용하도록 설계되었지만 에너지 산업의 추세로 대수심 및 가혹한 환경 조건에서도 사용이 가능한 설계가 요구되고 있다. 이러한 잭업구조물의 운영환경 확장에 따라서 과도한 설계를 최소화하고 신뢰성 반영된 설계법이 요구되었다. 기존의 해양구조물 산업에서 잭업 구조물의 설계법은 사용(혹은 허용)응력 설계 (WSD: Working (or Allowable) Stress Design) 방법을 사용하여 설계가 되고 있었다. 이러한 설치환경변화에 따라서 충분한 신뢰성을 확보가 가능한 하중 및 저항계수 (LRFD: Load and Resistance Factored Design) 방법을 최근 개발되었고 규정화가 되었다. LRFD 방법은 통계적 기반으로 한 한계상태설계 개념으로 잭업구조물의 구성구조부재의 하중과 전산수치해석을 이용한 강도의 불확성을 하중 및 저항 계수로 표현하는 설계법이다. 개발된 LRFD 방법은 실제 잭업구조물 설계의 적합성 판단을 위하여 기존의 WSD 방법과의 정량적인 비교 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 WSD와 LRFD 방법으로 이용하여 실 잭업 구조물의 레그 구조를 대상으로 상용유한요소해석코드를 이용하여 정량적인 UC (Unity Check)값을 기반으로 비교 분석하였다. 분석된 결과로 다양한 환경하중조건 하에서 LRFD 방법을 사용하여 잭업구조물의 레그(Leg) 설계에서 상당히 합리적인 UC 값을 가지고 기존 대표적인 WSD기법 중에 하나인 API-RP 코드 대비 약 31 % 차이가 분석되었다. 따라서 LRFD 설계 방법이 WSD 방법에 비해 구조 최적화 및 합리적인 설계에 더 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.337-342
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• 2016

스퍼드캔(spudcan)은 잭업리그(jack-up rig)의 다리 하단에 장착되며, 해저면에 구조물을 안정적으로 지지하여 구조물의 전복사고를 방지하기 위한 장치이다. 표층이 모래 층일 때는 침투(penetration) 시에 스퍼드캔을 안정적으로 삽입하기 위해서, 그리고 점토 층일 때는 회수(extraction) 시에 원활하게 뽑아 올리기 위해서 스퍼드캔에는 물 분사장치가 장착되어 있다. 본 연구에서는 물 분사장치를 위한 배관라인용 홀의 형상을 최적화하기 위해 크게 타원형과 원형 두 가지 형상을 설정하였다. 해석을 위해 대상 Site 는 멕시코만(Gulf of Mexico)로 선정하였고 대상 플랫폼은 해상풍력발전기설치선(WTIV)을 선택하였다. 상용프로그램인 ANSYS Workbench 를 사용하여 최적설계를 진행하였다. 본 연구결과는 다양한 해양구조물의 홀 형상설계에 적용될 수 있다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권1호
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• pp.9-15
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• 2013

This paper calculates the mating dynamic forces of a semi-submersible offshore structure's topside module, where a hull moored in the sea is combined with a topside module carried by a heavy lift vessel, as a mating installation method. The environmental conditions include various wave directions and wave heights, with constant wind and current speeds. Appropriate ballast and de-ballast plans for the heavy lift vessel and hull of the semi-rig should be performed in order to safely obtain these forces, whereas a fixed platform or the GBS (Gravity based structure) type of offshore structure only needs a ballast plan for the heavy lift vessel. From this paper, the allowable wave height or wave direction for the mating procedure can be investigated based on the standard DAF (Dynamic amplitude factor) of the rules and regulations.