조선소 안벽 병렬 계류한 이중 배치 선박의 안전성 향상을 위한 풍하중 차폐효과 평가 = Assessment of Wind Load Shielding Effects for Enhancing the Safety of Double-Banked Vessels in Side-by-Side Mooring at a Shipyard Quay

국문 초록 (Abstract)

최근 조선해양산업의 수주 물량 증가는 조선소 내 안벽 가용성의 한계를 초래하였으며, 이에 대한 대안으로 다중 병렬 계류(Side-by-Side Mooring) 방식이 빈번하게 활용되고 있다. 국내 주요 조선소는 지형 특성상 태풍 등 극한 기상 조건에 노출되어 있으며, 특히 폐쇄형 항만 구조 내에서는 파랑이나 조류보다 풍하중이 계류 안전성에 지배적인 영향을 미친다. 따라서 병렬 계류 시 선박 간 간섭으로 발생하는 풍하중 차폐효과(Shielding effect)에 대한 정밀한 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 활용하여 병렬 계류 선박 간 풍하중 차폐효과를 정량적으로 분석하고, 이를 바탕으로 차폐계수(Shielding coefficient)를 산출하였다. 이를 통해 실제 계류 환경을 반영한 정밀한 환경하중 산출 절차를 정립하고 계류 안전성 해석을 수행하였다. 본 연구 결과는 태풍 등 극한 기상 조건에서 신속한 방재 대응을 위한 기술적 근거를 제공하며, 조선소 안벽 운영의 효율성 및 계류 전략 수립의 안전성을 제고하는 데 이바지할 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In recent years, the Korean shipbuilding and offshore industry has experienced a significant surge in orders, driven by superior technological expertise and stable production capacity. This increase in construction volume has led to a shortage of quay space, necessitating frequent use of multi-vessel side-by-side mooring configurations. Because major domestic shipyards are predominantly located in regions vulnerable to typhoons and extreme weather, a rigorous assessment of wind-load impacts and mooring-system integrity is of paramount importance. Since most shipyards are located in sheltered or closed harbors, moored vessels are primarily affected by wind loads rather than by other environmental forces, such as waves or currents. This study aims to conduct a precise mooring safety analysis by quantitatively evaluating the wind load shielding effects between side-by-side moored ships using Computational Fluid Dynamics (CFD). Through this analysis, specific shielding coefficients are derived to calculate realistic environmental loads under extreme wind conditions. The findings of this research are expected to provide a critical technical basis for immediate disaster prevention during typhoons and contribute to the establishment of more efficient and safe mooring strategies in shipyard operations.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = xii
• 1. 서론 = 1
• 1.1 연구 배경 및 필요성 = 1
• 1.2 연구 동향 = 3
• 1.3 연구 목표 = 9
• 2. 단독배치 = 11
• 2.1 정규화 및 풍하중 계수 = 11
• 2.1.1 풍하중 계수 및 좌표 정의 = 11
• 2.1.2 대기경계층 = 14
• 2.2 풍동실험 = 18
• 2.2.1 풍동실험 절차 및 설비 구성 = 18
• 2.2.2 레이놀즈 실험 = 22
• 2.3 전산유체역학 = 24
• 2.3.1 물리 모델과 지배방정식 = 25
• 2.3.2 단독배치 형상 및 격자 배치 = 28
• 2.3.3 계산 영역 및 경계조건 = 31
• 2.3.4 검증 = 34
• 3. 병렬배치 = 39
• 3.1 병렬배치 형상 및 격자배치 = 39
• 3.2 풍하중 차폐효과 해석 = 41
• 4. 풍하중 차폐효과를 고려한 안벽 계류 해석 = 55
• 4.1 계류 시스템 모델링 = 59
• 4.2 환경조건 = 63
• 4.3 결과 해석 = 64
• 5. 결론 = 71
• 참고문헌 = 73
• ABSTRACT = 75