• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.738-741
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• 2010

최근 국내에서 해상교량 건설이 증가하면서 교량에 충돌하는 선박의 충돌력에 대한 관심도 증가하지만 선박충돌력에 대한 국내 기준은 AASHTO LRFD에 근거를 두고 있는 실정이다. AASHTO LRFD에 의한 선박충돌력은 Woisin의 평균충돌력 개념에 바탕을 두고 있으며, 충돌속도가 증가함에 따라 AASHTO LRFD에서 제시하는 충돌력의 변화곡선을 따르고 있다. 하지만 AASHTO에서 제시된 충돌력 변화곡선은 선박의 최대충돌력 변화곡선과 같이 선형적 변화를 보이는 반면, 본 선박 충돌해석 결과의 평균충돌력은 최대충돌력의 선형적 변화거동과 일치하지 않는 것으로 나타났다. 따라서 본 논문에서는 선박의 비선형 충돌해석을 통하여 AASHTO LRFD에 의해 산정되는 선박충돌력의 부적절성을 거론하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.199-206
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• 2011

현재 국내에서 사용되고 있는 교량의 선박충돌력에 대한 설계기준은 Woisin의 실험으로부터 제안된 평균충돌력을 적용한 AASHTO LRFD에 기반을 두고 있다. 이러한 평균충돌력의 보수성을 평가하기 위하여, 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 토대로 선박의 질량-가속도의 관계, 선수의 변형-운동에너지의 관계를 이용하여 선수충돌시 발생하는 평균충돌력을 산정하고 이를 AASHTO 설계기준과 비교하였다. 그 결과, 선박의 크기에 따른 평균충돌력의 변화는 해석에서 얻어진 평균충돌력에 비해 매우 보수적이지만 경향은 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 속도에 따른 평균충돌력의 변화는 충돌속도에 비례하는 설계기준의 값과는 달리 선수의 소성거동에 지배를 받는 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.175-183
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• 2022

선박과 교각이 충돌하면 생명과 안전에 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 선박-교각 충돌력 영향 인자를 식별하고 다양한 충돌 조건에서의 충돌력에 대한 연구의 필요성이 있다. 본 논문에서는 선박-교각 충돌의 유한요소 모델을 설정하고, 수치 시뮬레이션을 통해 선적상태, 운항속도, 충돌 각도의 세 가지 입력조건을 조합하여 50가지 케이스에서의 선박-교각 최대 충돌력을 계산하였다. 계산된 유한요소해석 결과를 사용하여 신경망 추정 모델을 학습하고 최대 충돌력을 추정함으로써 빠른 시간에 최대 충돌력을 추정하는 프로세스를 제안하였다. 신경망 예측 모델은 가장 기초적인 역전파 신경망과 시간정보를 고려할 수 있는 순환신경망인 Elman 신경망 2가지 모델을 사용하였다. 10가지 케이스의 테스트 데이터로 시험한 결과 Elman 신경망을 사용했을 경우에 평균상대오차가 4.566%로 역전파 신경망보다 나은 최대 충돌력 추정이 가능함을 확인하였고 8가지 케이스에서 5%이하의 상대오차를 보여 주었다. 본 신경망을 이용한 최대 충돌력 추정법은 유한요소해석을 수행하지 않아도 되므로 계산 시간이 짧아 선박 항해 중 충돌을 회피할 수 없는 경우 피해를 최소화하는 의사결정의 기초 방법으로 사용할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.11-12
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• 2015

두 선박이 정면에서 마주치며 선박간 상호 통항하거나 상대선을 추월할 경우 각 선박의 선체형상과 선속에 의한 유체력 상호작용에 따른 선박간 간섭력이 발생한다. 선박간 간섭력의 주요한 평가 요소인 횡력과 회두 모멘트의 측정을 통해 두 선박이 근접하였을 때의 위험도와 충돌을 예측할 수 있다. 선행된 간섭력에 관한 연구는 대부분 경험에 의하거나 이론적인 측면에서 관련 연구가 진행되어왔으며, 학계에서 통상적으로 널리 알려진 뉴턴의 연구(1960)에서는 깊은 수심에서 두 선박을 평행하게 항주시켰을 때 선박간 최대 흡인력은 두 선박이 정횡으로 나란하게 위치되는 지점에서 발생하고, 이때의 간섭력은 선속의 제곱에 비례한다고 추정하였다. 현대의 조선기술이 발전함에 따라 선박의 크기는 점점 대형화되고 선박의 운항 효율성 증진을 위한 다양한 선형이 개발되어 실선에 적용되고 있다. 이런 경향에 따라 과거에 비해 현대 선박 운항환경에서의 선박간 간섭은 선박의 크기 및 선형에 의한 영향이 클 것으로 판단된다. 본 연구에서는 선박의 종류별로 대표 선종을 선정하여 두 선박이 정면에서 마주치며 통과하는 운항조건에서의 선속 증가에 따른 선박 상호간 간섭력의 변화를 통상적으로 사용되는 선박조종시뮬레이터를 이용하여 실험 및 분석하여 상관관계를 도출하였다. 선박 유형에 따른 시뮬레이션 실험 결과 최대 횡력은 주로 선미 부근에서 발생하였고 최대 회두모멘트는 선수가 근접할 때 발생하였으며, 선속이 증가할수록 선박 상호간 근접거리가 좁혀졌고 선형별로 각기 다른 선속에서 선미 충돌이 발생하였다. 이 실험연구는 선형에 따른 선박 상호간 근접 시의 횡거리와 통과속력에 대한 기준 설정의 연구 근간을 마련하였고 선박간 교항시 안전운항을 위한 지침이 될 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.138-147
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• 2012

본 논문에서는 해상풍력발전타워와 선박충돌에 대한 다양한 매개변수에 해석을 수행하여 선박충돌시 버켓파일로 지지된 기초부와 상부타워의 극한하중에 대한 거동을 분석하였다. 또한 충돌에너지의 변화에 따른 버켓기초의 안정성 여부 및 풍력타워의 에너지 소산능력에 대해 파악하였다. 해석결과 선박이 충돌에너지는 주로 타워의 소성변형에너지에 의해 소산 되었으며 이러한 극한상태의 하중에도 기초부는 충분한 지지력을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.590-595
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• 2020

본 연구에서는 해일표류선박의 충돌이 해일피난건물로 선정된 철근콘크리트 건축물의 안전성에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 충돌속도, 선박의 질량 및 선박의 길이를 변수로 한 진자를 이용한 축소 충돌실험을 실시하여, 건축물의 응답에 영향을 미치는 최대 충돌력, 충돌시간, 충돌파형 형상, 반발계수 등에 대한 기본적인 물리량 변동추이를 상세히 평가하였다. 그 결과, 충돌파형 형상은 대부분의 실험결과에서 삼각형 분포가 나타났으나, 충돌실험체의 길이의 증가에 따라 사다리꼴에 가까워지는 것을 알 수 있었다. 이는 건축물의 응답에 영향을 미치는 충격량 (충돌력 파형의 면적)을 산정함에 있어 매우 중요한 결과이다. 또한 반발계수는 충돌속도의 대소에 관계없이 일정하나, 충돌체의 질량 및 길이에 의해 변화하며, 단위길이당 질량으로 정리하면 반발계수의 변동이 평가가능함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.31-38
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• 2016

논문에서는 파일형 선박충돌방호공의 주요 에너지 소산기구인 파일의 소성힌지와 선수변형에 대한 변형-에너지곡선을 산정하고 이를 이전 연구에서 개발된 간이 충돌모델에 적용하여 매개변수해석을 수행하였다. 고려된 매개변수는 슬래브의 질량, 파일의 수, 선박의 질량 및 충돌속도였으며 이들 매개변수를 변화시키면서 충돌거동을 분석하였다. 연구결과, 충진강관과 비충진강관의 에너지 소산거동이 차이를 파악했고, 슬래브의 관성질량을 조절하여 방호공의 충돌거동을 변화 시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 개발된 간이모델은 기본설계나 최적설계에 이용될 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권5호
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• pp.315-320
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• 2006

항내 혹은 협수로와 같은 제한수역에서 근접하여 항해중인 두 선박간의 상호 유체력 및 모멘트가 선박조종운동에 상당히 크게 영향을 준다는 것은 잘 알려져 있다. 두 선박간의 상호간섭력은 종방향 거리, 횡방향 거리 및 두 선박의 속도의 함수로서 가정될 수 있다. 본 연구에서는 근접 항해중인 추월선박과 피 추월선박간의 상호유체력을 계산하고, 두 선박간의 횡방향 및 종방향 거리와 속도, 그리고 타 사용으로 인한 접근상황 및 충돌시간에 대해서 검토, 고찰하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.55-60
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• 2006

항내 혹은 협수로와 같은 제한수역에서 근접하여 항해중인 두 선박간의 상호 유체력 및 모멘트가 선박조종운동에 상당히 크게 영향을 준다는 것은 잘 알려져 있다. 두 선박간의 상호간섭력은 종방향 거리, 횡방향 거리 및 두 선박의 속도의 함수로서 가정 될 수 있다. 본 연구에서는 근접 항해중인 추월선박과 피 추월선박간의 상호유체력을 계산하고, 두 선박간의 횡방향 및 종방향 거리와 속도, 그리고 타사용으로 인한 접근상황 및 충돌시간에 대해서 검토, 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.691-697
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• 2011

본 연구에서는 방호공의 최대방호능력을 산정하기 위하여 선박충돌방호공과 선박을 수치적으로 모델링하고 준정적해석으로 충돌해석을 수행하였다. 방호공은 구조물의 비선형 거동과 지반의 지지효과 및 인발을 고려하여 모델링되었다. 충돌선박은 비선형거동이 집중되는 선수부분을 정밀하게 모델링하고 효율적인 해석을 위해 mass scaling기법을 사용하였다. 동일한 해석모델에 대하여 동적해석을 추가적으로 수행하여 두 해석방법의 차이점과 효율성을 평가하였다. 선박과 방호공의 에너지소산곡선을 바탕으로 충돌선박이 교량하부구조에 충돌력을 전달되는 시점을 추정하고, 이를 바탕으로 대상선박의 최대충돌허용속도를 산정하였다. 이러한 추정방법이 방호공의 에너지소산한계를 명확히 판단할 수 있어 공학적으로 효율적인 산정방법임을 보였다.