• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1036-1043
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• 2022

본 논문은 자동계류 장치에 설치하여 선박의 접안 상황을 검출할 수 있는 시각 센서의 개발에 대하여 논하고 있다. 선박의 접안 시 사고방지를 위해 선박의 속도를 통제하고 위치를 확인하고 있음에도 불구하고 부두에서의 선박 충돌사고는 매년 발생하고 있으며, 이로 인한 경제적, 환경적 피해가 매우 크다. 따라서 부두에 접안하는 선박에 대한 안전성 확보를 위해 선박의 위치 및 속도 정보를 신속하게 확보할 수 있는 시각 시스템의 개발은 중요하다. 이에 본 연구에서는 선박의 접안 시 사람과 유사하게 영상을 통해 접안하는 선박을 관찰하고, 주변 환경에 따른 선박의 접안 상태를 적절하게 확인할 수 있는 시각센서를 개발하였다. 먼저, 개발하고자 하는 시각 센서의 적정성을 확보하기 위해 기존 센서로부터 제공되는 정보, 감지 범위, 실시간성, 정확도 및 정밀도 측면에서 센서 특성을 분석하였다. 이러한 분석 자료를 바탕으로 LiDAR형태의 3D시각 시스템의 개념 설계, 구동메커니즘 설계 및 모션 구동부의 힘과 위치 제어기 설계 등을 수행하여 대상물의 정보를 실시간으로 획득할 수 있는 3D 시각 모듈을 개발하였다. 최종적으로 시스템 구동을 위한 제어 시스템의 성능평가와 스캔 속도에 대한 성능을 분석하였고, 실험을 통해 개발된 시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권5호
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• pp.604-610
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• 2006

Common structural rules of JBP(Joint Bulker Project) and JTP(Joint Tanker Project), which will come into effect in 2006, invoke the necessity of the ultimate limit state(ULS) design for ship structures. Even though the many applications of ULS analysis have been performed for ship structures, there have few studies carried out for deck machineries and their supporting structures. Recently four major Korean shipbuilders(DSME, HHI, HHIC, SHI) jointly developed and proposed a new design standards for mooring fittings and also proposed the SWL (Safety Working Load) obtained based on the first yield criterion. In this study, various ultimate strength analyses were performed for bollards and their foundation structures whose yield strengths were quantified by the research consortium. Prior to performing the ultimate strength analyses, the numerical calculation method was substantiated with the test results provided in the joint work report. Based upon the results of this study, it can be concluded that the reinforcements to increase the yield strength are not always resulted in the enhancement of the ultimate strength. Furthermore, the additional production costs for the reinforcements can not be rewarded by the ultimate strength. Therefore, another alternative arrangements should be developed in the view point of ultimate strength.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.1-8
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• 2014

Pultruded glass fiber reinforced polymeric plastic (PFRP) and FRP member manufactured by sheet molding compound (SMC) have superior mechanical and physical properties compared with those of conventional structural materials. Since FRP has an excellent corrosion-resistance and high specific strength and stiffness, the FRP material may be highly appreciated for the development of floating-type photovoltaic (PV) power generation system. In this paper, advanced floating PV generation system made of PFRP and SMC is designed. In the design, it includes tracking solar altitude by tilting photovoltaic arrays and tracking solar azimuth by spinning structures. Moreover, the results of the finite element analysis (FEA) are presented to confirm stability of entire structure under the external loads. Additionally, installation procedure and mooring systems in the Hap-Cheon Dam are discussed and the measurement of strain under the actual circumstances is conducted for assuring stability of actually installed structures. Finally, by comparison with allowable stress, appropriate safety of structure is confirmed to operate the system.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.407-416
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• 2023

해양레저활동 인구증가 및 관련 산업의 급성장으로 인해 레저 선박을 접안하는 계류시설과 부유체를 기반으로 하는 해상부유식 펜션 등 레저시설 수요가 증가하고 있으며, 이러한 연안에서 사용되는 부유체는 대부분 경량 부유체로서 중량이 상대적으로 경량이므로 연안으로 유입되는 파(Wave)와 상재 하중에 의해 쉽게 경사가 발생하여 안정성이 낮아 안전사고가 빈번히 발생하고 있다. 이런 문제점에 대한 해결방안으로 부유체의 운동저감장치를 연구하여 알리고자 한다. 본 연구논문에서는 부유체에 운동저감장치(기압차를 이용한 운동저감장치)를 부착하여 운동저감효과를 부착하지 않은 부유체와 비교하는 방식으로 효과를 분석하였다. 효과분석은 전산해석시험으로 분석하여 부유체의 안정성 증가방법을 연구하고 그 효과를 검증해 보았다. 시험결과 분석결과 기압차를 이용한 운동저감장치를 부착한 부유체가 운동저감장치를 부착하지 않은 부유체보다 파랑에 대한 운동량이 저감되어 부유체의 안정성이 증가된 것으로 분석되었다. 이러한 부유체의 운동저감 장치는 무동력 선박뿐만 아니라 동력선, 반잠수식 선박에서도 유용하게 사용될 것으로 판단되어 다양한 분야에 적용하여 연구를 진행할 계획이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.604-610
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• 2018

최근, 레저활동 인구 및 산업의 비약적인 발전으로 인하여 소규모 부잔교 및 계류형 폰툰 플랫폼의 수요가 급증하고 있으며, 연안에서 주로 사용되는 구조물에 대한 설계 및 구조안전성 평가에 관련한 표준 규칙 및 상세 규칙에 대한 제정이 시급하다. 이러한 문제점들에 대한 기본적인 해결책으로 본 논문에서는 설계 시 참고할 수 있는 설계 기준을 제시하고, 설계안에 대한 구조안전성 평가 절차에 대해서도 소개한다. 본 연구논문에서는 전장 15 m 폰툰형 플랫폼의 구조설계 과정 및 유한요소해석을 통한 구조 안전성을 검토하였다. 일반적인 10 m 이하 플랫폼의 경우, 간략한 구조계산서만으로도 검토가 가능하나, 10 m 이상의 플랫폼의 경우 상세 구조강도 검토가 뒷받침되어야만 기준에서 제시하는 안전성 확보를 위한 지침에 부합할 수 있다. 유한요소해석을 통하여 설계안에 대한 구조강도 검토를 수행하였으며, 그 안전성을 확인하였다. 추후 연구로서는 다양한 하중조건을 동시에 검토할 수 있는 시스템개발이다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권5호
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• pp.486-494
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• 2019

Recently, the interest in marine leisure activities has been growing rapidly with the work-life balance trend. In response to this demand, the Korean government is supporting fostering and revitalizing the relevant industries and facilities. In particular, a marina has been making efforts to change itself into a resort with multiple amenities instead of a simple mooring facility. However, the facilities in a marina for the transport of marine leisure equipment mostly consist of cranes and boat-lifts using ropes, which can result in incidents such as damage and accidents during lifting or movement. This paper proposes the equipment and support system for the safe transportation of marine leisure ships. Aluminum transport equipment was designed by performing a structural analysis to achieve a lighter weight than the existing steel products. In addition, a safety support system with alarms for tilting or obstacles and a slope monitoring system was developed to enhance the safety during operation and transportation. The safety support system developed in this study was implemented and installed in the transport system, and verified through commissioning on land.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권3호
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• pp.371-382
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• 2009

Response of harbor structure to environmental loads such as wave load, impact load, ship's contacting load, is a fundamental factor in designing of the structure's optimal configuration. In this paper, typical environmental loads against coastal structures are investigated for designing of the optimal harbor structure. Loads to be considered here are wave load, impact load and contacting load due to ship mooring. Statistical analysis for several harbor structure types under the corresponding loads is carried out, followed by investigation of effect of individual environmental load. Based on these, the optimal configuration for the harbor structure is obtained after considerable engineering process. Estimation of contacting load of the ship is suggested using effective energy concepts for the load, and analysis of structural behavior is done for the optimal designing of the structure in the particular load. A guideline for the design process of the harbor structure is established, and safety of the structure is examined by proposed scheme. For verification of the analytical approach, various steel-piled coastal structures and caissons are chosen and relevant structural analyses are carried out using the Finite Element Methods combined with MIDAS/GTS and ANSYS code. It is found using the Morison equation that impact load cannot be a major load in the typical harbor structure compared with the original wave load, and that configuration shape of the structure may play an important role in consideration of the response criteria.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권1호
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• pp.71-104
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• 2012

In this research, a typical tension-leg type of floating platform incorporated with an innovative concept of underwater tuned liquid column damper system (UWTLCD) is studied. The purpose of this study is to improve the structural safety by means of mitigating the wave induced vibrations and stresses on the offshore floating Tension Leg Platform (TLP) system. Based on some encouraging results from a previous study, where a Tuned Liquid Column Damper (TLCD) system was employed in a floating platform system to reduce the vibration of the main structure, in this study, the traditional TLCD system was modified and tested. Firstly, the orifice-tube was replaced with a smaller horizontal tube and secondly, the TLCD system was combined into the pontoon system under the platform. The modification creates a multipurpose pontoon system associated with vibration mitigation function. On the other hand, the UWTLCD that is installed underwater instead would not occupy any additional space on the platform and yet provide buoyancy to the system. Experimental tests were performed for the mitigation effect and parameters besides the wave conditions, such as pontoon draught and liquid-length in the TLCD were taken into account in the test. It is found that the accurately tuned UWTLCD system could effectively reduce the dynamic response of the offshore platform system in terms of both the vibration amplitude and tensile forces measured in the mooring tethers.

• 한국해양공학회지
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• 제38권3호
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• pp.137-147
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• 2024

Green hydrogen presents a sustainable and environmentally friendly solution for clean energy production and transportation. This study aims to identify the optimal profile of green hydrogen transportation risers originating from a floating offshore wind turbine (FOWT) integrated with a hydrogen production facility. Employing the Cummins equation, a fully coupled dynamic analysis for FOWT with a flexible riser was conducted, with the tower, mooring lines, and risers described using a lumped mass line model. Initially, motion response amplitude operators (RAOs) were compared with openly published results to validate the numerical model for the FOWT. Subsequently, a parametric study was conducted on the length of the buoyancy module section and the upper bare section of the riser by comparing the riser's tension and bending moment. The results indicated that as the length of the buoyancy module increases, the maximum tension of the riser decreases, while it increases with the lengthening of the bare section. Furthermore, shorter buoyancy modules are expected to experience less fatigue damage, with the length of the bare section having a relatively minor impact on this phenomenon. Consequently, to ensure safety under extreme environmental conditions, both the upper bare section and the buoyancy module section should be relatively short.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.401-410
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• 2017

본 연구에서는 긴장재로 계류된 해중 터널에서 긴장재의 느슨해짐에 따른 동적 불안정 거동에 대해 다룬다. 해중 터널의 설계는 파랑 및 조류 등 유체력에 의해 지배받는다. 특히 시간에 따라 지속적으로 크기 및 작용방향이 변하는 파랑은 해중 터널의 동적 거동을 직접적으로 야기하게 되는데, 파랑에 의한 부유 튜브의 운동은 계류선 내력의 동적 변동을 유발하게 되고, 이 힘의 변화는 계류선의 강도설계 뿐 만 아니라 피로 설계에도 직접적인 영향을 미친다. 파랑에 의한 터널의 운동이 극심할 경우, 계류선의 장력은 모두 소실될 수 있는데, 이 때 계류선이 느슨해짐에 따라 일시적으로 부유 터널의 운동에 대한 저항성이 사라져 동적 불안정 거동이 유발 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 유체-구조동역학 해석기법을 통해 해중 터널 긴장재의 느슨해짐 발생 시 부유 튜브의 동적 불안정 거동에 대해 분석하였다. 특히 해중터널의 중요 설계 인자인 흘수, 부력-자중 비율(Buoyancy-Weight Ratio, BWR), 긴장재 기울임이 동적 불안정 거동에 미치는 영향에 대해 분석하였다.