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자율운항시스템 형식인증 개발을 위한 디지털트윈 기술 동향 분석
김거화,곽연민,장화섭 한국항해항만학회 2023 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.1
국제해사기구에서는 2024년 초안을 개발하고 25년 승인하기 위한 로드맵을 수립하였고 이를 기반으로 자율운항선박 운항을 위한MASS Code 개발에 착수하였다. 2025년 승인 이후부터 2028년 발효까지 선급에서는 MASS 코드에 부합하는 규정을 개발해야 한다. 기존GBS는 기존에 운용되어온 시스템을 대상으로 개발되었으나 MASS Code는 아직 경험해 보지 않은 선박을 대상으로 하기 때문에 합의에 이르는 과정이 순탄하지 않을 것으로 보인다. 따라서, 우선 자율시스템이 적용가능한 시스템을 분석하고 공통적으로 갖는 구조적인 특징을 분석하는 것이 필요하다.
매개변수 연구를 통한 하이브리드형 부유식 구조물의 인장응력 발생 분석
지광습,이승정,곽연민,정연주 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 B Vol.32 No.5B
본 논문에서는 폰툰형 콘크리트 부유구조체의 하부슬래브에 발생하는 인장력을 억제하여 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 방안으로 부유구조체 외측 모듈을 반잠수식 모듈로 구성하는 구조시스템을 제시하였다. 본 시스템의 적용성을 확인하기위해 반잠수식 모듈 제원과 전체 시스템에 대한 반잠수식 모듈의 구성비를 변화시켜 외력에 대한 구조응답과 부유구조체 중량, 홀수를 종합적으로 검토하였다. 구조성능 검토 시 효율적인 매개변수 연구를 위해 이단계 등가 정적 해석법을 도입하였으며, 본 해석법을 바탕으로 시스템 제원 변화에 따른 각 구조부 작용 외력의 변화와 구조 거동을 분석하였다. 분석 결과, 본 시스템 도입 시 콘크리트 부유구조체의 하부슬래브 발생 인장력을 충분히 억제할 수 있는 것으로 나타났으며, 적정한 반 잠수식 모듈의 구성비는 부유구조체 길이대비 약 15%이하인 것으로 분석되었다. A hybrid floating structure system combined with pontoon and semi-submersible type modules is proposed. This new system can reduce tensile forces of bottom slabs which could cause fatal damage of concrete floating structures. We performed a parametric study on the dimensions of this new system and investigate the sensitivity of the parameters to the behavior. In order to investigate various cases efficiently, we developed a simple two-step static analysis method for the fluid-structure interaction. An optimum system is derived from the investigation of the analysis results, weights and drafts of the hybrid structure. This study shows that introducing this new system to concrete floating structures is an effective way to reduce the tensile force of the bottm slab of such a floating structure. Also, it was found that when the length of the semi-submersible module is about 15%, the behavior would be optimal in the considered case.
장화섭,윤익현,곽연민 한국항해항만학회 2022 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
국제해사기구(IMO)에서는 현재 자율운항선박의 자율 수준을 4단계로 잠정 구분하고 있으며, 자율수준 2 이상의 선박은 원격제어가 가능함을 가정하고 있다. 본 연구에서는 자율운항선박을 운용하게 될 육상원격제어사의 등급을 책임육상원격제어사(Senior SRCO), 육상원격제어사(SRCO)로 구분하고 각 등급별 역할과 자격 요구사항 및 그에 따른 교육 필요 항목을 도출하였다. 아울러 육상원격제어센터의 조직 운영 방안을 검토하고 그에 따른 업무수행 절차와 제어 범위를 도출하였다.
사질토에 근입된 해상풍력 모노파일 기초의 횡방향 거동 분석
장화섭,김호선,곽연민,박재현,Jang, Hwa Sup,Kim, Ho Sun,Kwak, Yeon Min,Park, Jae Hyun 한국강구조학회 2013 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.25 No.4
To predict behaviors of offshore wind turbines which are highly laterally loaded structures and to design them rationally, evaluating the soil-foundation interaction is important. Nowadays, there are many soil modeling methods for structural analysis of general structures subjected to vertical loads, but using the methods without any consideration for design of a monopile foundation is eschewed because it might cause wrong structural design due to the deferent loading state. In this paper, we identify the differences of the member forces and displacements by design methods. The results show that fixed end method is barely suitable for monopile design in terms of checking the serviceability because it underestimate the lateral displacement. Fixed end method and stiffness matrix method underestimate the member forces, whereas virtual fixed end method overestimates them. The results of p-y curve method and coefficient of subgrade reaction method are similar to the results of 3D soil modeling method, and 2D soil modeling method overestimates the displacement and member forces as compared with other methods. 수평하중이 지배적인 해상 풍력발전기 설계 시에는 지반-기초구조물 거동을 정확히 모사하여야 상부구조물에 대한 정확한 거동예측이 가능하며, 합리적 설계가 이루어질 수 있다. 현재 다양한 지반 모델링 기법이 존재하나, 모노파일 기초 설계 시, 각 해석 기법에 대한 충분한 검증 절차 없이 해석 결과를 그대로 사용할 경우 구조물을 과다 및 과소하게 설계할 우려가 있다. 이에 본 연구에서는 지반 모델링 기법 차에 따른 모노파일의 부재력 및 수평변위 차를 비교 분석하였다. 검토 결과 고정단 모델은 최대 수평변위를 과소평가 하여 사용성 검토 측면에서 적합하지 않은 것으로 나타났으며, 고정단 모델, 지반강성행렬 모델은 모노파일의 부재력을 과소평가하는 것으로 나타났다. 반면 가상고정점 모델은 모노파일의 부재력을 과대평가하여 경제성 측면에서 적합하지 않은 것으로 나타났다. 지반반력계수 모델과 p-y곡선 모델의 경우 3D 지반 모델링 해석 결과와 비교적 유사한 수평변위 및 부재력을 나타냈으며, 지반을 2D로 모델링한 경우 타 모델링 기법에 비해 과대한 수평변위와 부재력을 산정했다.