• 한국해양공학회지
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• 제31권6호
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• pp.379-387
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• 2017

In this study, a pile-guide mooring system (PGMS) was designed for an offshore liquefied natural gas bunkering terminal (LNG-BT), which is an essential infrastructure for large LNG-fuelled ships. The PGMS consisted of guide piles to restrict five motions of the floater, except for heave, as well as a seabed truss structure to support the guide piles and foundation piles to fix the system to the seabed. Singapore port was considered for a case study because it is a highly probable ports for LNG bunkering projects. The wave height, current speed, and wind speed in Singapore port were investigated to calculate the environmental loads acting on the hull and PGMS. A load and resistance factor approach was used for the structural design, and a finite element analysis was performed for design verification. The steel usage of the PGMS was analyzed and compared with the material usage of a gravity-based structure under similar LNG capacity and water depth criteria. This paper also describes the water depth limit and wave conditions of the PGMS based on estimation of the initial investment and the present value profit difference. It suggests a suitable LNG-BT support system for various design conditions.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.479-487
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• 2023

최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.512-517
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• 2008

The brake system is very important part of the machine working. If the machine can't be stopped, it would be serious accident. It is the same as the ship. The mooring winch brake hold the ship in harbor. But sometimes it appeared the excessive stress and brake lining would be broken. So it is necessary to change the shape of brake system with improve the braking power. This study carried out research on optimum design like as moved the position of link pin or modified the thickness of brake band and lining.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.27-36
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• 2020

이 논문의 목적은 말뚝식 계류시설에 대해 현행 실무에서 주로 적용하고 있는 응답스펙트럼 해석법에서 표준설계응답스펙럼의 적용성에 대해 연구하는 것이다. 이를 위하여 다양한 지층조건을 고려한 Proshake 1차원 부지응답을 수행하여 현행 표준설계응답스펙트럼과 비교하고, Abaqus를 활용한 지반-말뚝 모델링으로 시간이력해석을 수행하여 지반-말뚝 동적거동 특성을 분석하였으며, 잔교시설이 설치되는 경사지반에 대해 Abaqus를 활용한 2차원 부지응답해석을 수행하여 응답스펙트럼의 기준면 선정방안을 검토하였다. 연구 결과 말뚝식 계류시설의 지반-말뚝 동적거동 특성과 경사지반의 특성을 고려할 경우 현행 표준설계응답스펙트럼의 적용성에 문제가 있으며 개선이 필요하다는 것을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권3호
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• pp.184-191
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• 2011

부유식 파력발전시스템의 필수요소인 계류시스템에 관한 초기 설계를 수행하였다. 국내 외에서 개발된 부유식 파력발전장치용 계류시스템 사례를 살펴보았으며, 계류시스템 구성 요소에 대하여 분석하였다. 계류시스템의 요소인 앵커와 계류선에 대하여 초기 설계를 수행하였는데, 계류선은 주로 해저면 위에 얹혀 있는 고중량 부분과 부체에 매달려 있는 저중량 부분으로 나누었다. 앵커와 연결되어서 주로 해저면 부근에 있는 일부분은 고중량 체인을 사용함으로써, 부체로부터 전달되는 강제가진에 의한 동적에너지를 감쇠시킬 수 있으며, 앵커의 중량과 부피를 줄일 수 있다. 또한 체인의 모든 부분이 해저면 위로부터로 들려 올려질 경우 앵커에는 수평력과 수직력이 작용하여 앵커의 지지력이 감소하게 되는데, 고중량 체인을 앵커 부근에 배치함으로써 이를 방지할 수 있을 것이다. 부체와 해저면 사이에 매달리는 부분은 저중량 체인을 사용함으로써, 체인의 자중과 거동이 부체의 에너지 생산 기능에 영향을 최소로 미치게 할 수 있을 것이다. 초기 설계된 계류시스템 모델의 안전성 평가를 위하여 정적 및 거동 해석을 수행하였다. 태풍 등의 열악한 해양환경 조건에서 앵커 부근의 체인 장력도 앵커의 지지력을 초과하여 설계된 앵커는 수평 이동되어 기능을 수행하지 못하게 될 것으로 예측되었다. 따라서, 앵커는 중량을 증가시키거나 지지력을 증대시킬 수 있는 방안이 강구되어야 할 것이다. 본 연구 결과는 향후 기능성과 안전성을 만족시키는 계류시스템의 상세 설계를 위한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.980-991
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• 2023

항만 내 선박과 부두의 사고를 예방하기 위하여 통항 및 접안 안전성 평가를 통하여 안전한 부두가 건설되어 관리하고 있으나, 선박의 접안 및 계류 과정에서 선박이 부두에 충돌하거나 로프로 인한 인명사고의 발생 등 예측할 수 없는 사고들이 종종 발생한다. 자동계류장치는 선박의 신속하고 안전한 계류를 위한 자동화된 시스템으로 로봇 매니퓰레이터와 흡착 패드로 구성된 탈/부착 메커니즘을 가지고 있다. 본 논문은 자동계류장치의 흡착 패드의 위치 및 속도제어에 필요한 선체와의 변위 및 속도 측정 시스템을 다룬다. 자동계류장치에 적합한 측정 시스템을 설계하기 위하여, 본 논문은 우선 센서의 성능 및 실외 환경적 특성 분석을 수행한다. 다음으로 이러한 분석 결과를 토대로 실외 부두환경에서 설치되는 자동계류장치에 적합한 변위 및 속도 측정시스템의 구성 및 설계 방법에 대해 기술한다. 또한 센서의 측정상태 감지 및 속도 추정을 위한 알고리즘을 제시한다. 제안된 방법은 다양한 속도 구간에서의 변위 및 속도 측정 실험을 통해 그 유용성을 검증한다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권6호
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• pp.53-60
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• 2009

Recently, since there are several problems in space, the infra-structure and the facilities in the contiguity of the existing harbors due to the trend of enlarging the container capacity of the large container vessel, a special floating platform named as the Mobile Harbor has been proposed conceptually as an effective solution of those problems. Two kinds of hull shapes, a conventional mono-hull type and a catamaran type, are proposed as midway feeders to transfer containers to the harbor on land from a large container ship on near shore. In this study, the motion response and mooring analysis are carried out for comparing the global performance of two types of Mobile Harbor. Robot arm mooring facility specially is devised and newly tried to use for the safe fixation of a large container ship and the Mobile Harbor on near shore. It would be expected for this comparison study to give a guideline to design the efficient hull form for a midway loader.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.295-307
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• 2013

More FOWTs (floating offshore wind turbines) will be installed as relevant regulations and technological hurdles are removed in the coming years. In the present study, a numerical prediction tool has been developed for the fully coupled dynamic analysis of FOWTs in time domain including aero-loading, tower elasticity, blade-rotor dynamics and control, mooring dynamics, and platform motions so that the influence of rotor-control dynamics on the hull-mooring performance and vice versa can be assessed. The developed coupled analysis program is applied to Hywind spar design with 5 MW turbine. In case of spar-type floaters, the control strategy significantly influences the hull and mooring dynamics. If one of the control systems fails, the entire dynamic responses of FOWT can be significantly different. Therefore, it is important to maintain various control systems in a good operational condition. In this regard, the effects of failed blade pitch control system on FOWT performance including structural and dynamic responses of blades, tower, and floater are systematically investigated. Through this study, it is seen that the failure of one of the blade pitch control system can induce significant dynamic loadings on the other blades and the entire FOWT system. The developed technology and numerical tool are readily applicable to any types of floating wind farms in any combinations of irregular waves, dynamic winds, and steady currents.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.161-166
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• 2002

As offshore oil fields move towards the deep ocean, the oil production systems such as FPSO are being built these days. Generally, the FPSO is moored by turret mooring lines to keep the position of FPSO. Thus nonlinear motion analysis of moored FPSO must be carried out in the initial design stage because sea environments affect motion of it. In this paper the mathematical model is based on the slow motion maneuvering equations in the horizontal plane considering wave, current and wind forces. The direct integration method is employed to estimate wave loads. The current forces are calculated by using mathematical model of MMG. The turret mooring forces are quasi-statically evaluated by using the catenary equation. The coefficients of a model for wind forces are calculated from Isherwood's experimental data and the variation of wind speed is estimated by wind spectrum according to the guidelines of API-RP2A. The nonlinear motions of FPSO are simulated under external forces due to wave, current, wind including mooring forces in time domain.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권5호
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• pp.328-334
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• 2019

Underwater architecture in providing a comfortable living space underwater is mandated to survive prevailing environmental loads, especially hydrostatic ambient water pressure exerted on the structure of individual habitat hulls at depth and hydrodynamic fluctuation of external forces that perturb the postural equilibrium and mooring stability of the underwater housing system, for which the design including the hull shape and mooring system constraint the responses. In this study, the postural stability of a proposed underwater floating housing system with three vertically connected ellipsoidal-shape habitat hulls of different sizes are theorized and calculated for hydrostatic stability, using MATLAB in the volumetric integration of a hull and the weight of operational loads under assumed scenarios. The assumptions made in the numerical method to estimate the stability of the habitat system include the fixed weight of the hulls, and their adjustable loads within operational limits for the set meteorological oceanic conditions. The purpose of this study was to numerically manipulate a) The buoyancy and b) The adjusted center of mass of the system within the range of designed external and internal load changes, by which the effective mooring system capability and postural equilibrium requirements were argued with the quantitative analysis.