• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.195-198
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• 2011

석유 및 천연가스 생산에 사용되는 고정식 해양플랜트에는 자켓 구조물이 가장 많이 사용되고 있다. 생산에 사용되는 자켓 구조물은 풍하중이나 파랑하중에 의해 인명의 피해 없이 변위 및 응력에 대해 안전해야 한다. 그러나 1940년대 후반부터 사용되어 온 자켓 구조물은 피로하중, 노후화로 인해 내구성에 문제가 생기고 있다. 본 논문에서는 자켓 구조물의 안전성을 검토하기 위해 모드형상을 이용하여 자켓 구조물의 손상 위치를 탐색하는 방법을 제시한다. 제시한 손상탐지기법의 효용성을 입증하기 위해 자켓 구조물의 유한요소모델에 임의의 손상을 모사하였다. 유한요소모델의 손상 전 모드형상과 손상 후 모드형상의 모달 변형에너지의 변화를 이용하여 손상 지수를 유도하고 유도한 손상지수를 사용하여 손상이 있는 부재와 손상이 없는 부재를 분류하였다. 연구 결과 손상지수가 '0'인 부재를 제외한 나머지 부재 모두 본 연구에서 제시한 손상탐지기법으로 손상 부재를 판별할 수 있었다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.10 no.4
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• pp.17-27
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• 1996

본 연구는 진동반응측정을 통해 구조물의 손상을 비파괴적으로 예측하는 분야에 속한다. 건물, 교량, 댐, 해양자켓, 원자력 발전소 등의 구조물에서 시기적절하고 정확한 손상의 발견은 치명적인 구조적 결함의 예방을 위해 필수적이다. 구조물의 진동반응을 측정하여 구조물의 손상발견을 예측하려는 연구는 지난 80년대 이후 활발히 수행되어 오고 있으며, 본연구는 구조물 고유진동수의 변화로 부터 구조물 강성도의 변화를 모니터링하는 연구분야에 속한다. 본 연구의 목적은 현존하는 시스템동일화 (system identification)에 의한 손상발견법의 적합성을 검증하는 것이다. 먼저, 실물실험된 삼차원 트러스교량이 선택되었다. 다음으로, 시스템 동일화 개념에 기초한 손상발견법이 요약되었다. 마지막으로, 시스템 동일화 손상발견법을 실물트러스에 적용하여 적합성을 실험하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.183-186
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• 2011

해양구조물은 다양한 외력으로부터 지속적인 영향을 받으며 특히, 파력은 구조물의 설계에 결정적인 인자로 간주된다. 해양구조물 파장과 구조물의 크기와의 상대적인 관계로부터 크게 소형구조물, 대형구조물, 대상구조물로 대별될 수 있다. 전통적으로 소형구조물은 회절파의 발생이 없는 것으로 가정하여 Morison식으로부터 파력을 산정하고, 대형구조물은 회절파의 작용에 따른 관성력만을 고려하며, 대상구조물은 단면 2차원적인 파압만을 고려하여 Goda파압공식류로부터 작용파압을 추정하고 있다. 이러한 평가는 단주기파랑의 작용에 근거를 두고 있고, 또 대형 및 대상구조물의 경우에는 유체의 점성력을 고려하고 있지 않으며, 특히 지진해일파의 작용에 대한 평가는 전혀 이루어지지 않는 것이 현재의 상태이다. 본 연구는 대형구조물인 슬리트케이슨과 소형 구조물인 자켓구조물을 대상구조물로 선정하여 구조해석을 토대로 파랑의 변화에 따른 구조물의 거동특성을 연구하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.2 no.1
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• pp.43-50
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• 1990

This study is concerned with the optimization of steel jacket subjected to wave forces using the allowable stress design method. The optimization of member section is considered here. Objective function for the minmum cost design is obtained by considering the weight of steel jecket. Constraints are imposed to insure that structural displacement and strength are within allowable values. The nonliner otimization problems are solved by SUMT method including the modified Newton-Raphson method.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.35 no.2
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• pp.93-100
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• 2022

The collision behaviors of the tripod and jacket structures, which are considered as support structures for offshore wind towers at the Southwest sea of Korea, were compared by nonlinear dynamic analysis. These structures, designed for the 3 MW capacity of the wind towers, were modeled using shell elements with nonlinear behaviors, and the tower structure including the nacelle, was modeled by beam and mass elements with elastic materials. The mass of the tripod structure was approximately 1.66 times that of the jacket structure. A barge and commercial ship were modeled as the collision vessel. To consider the tidal conditions in the region, the collision levels were varied from -3.5 m to 3.5 m of the mean sea level. In addition, the collision behaviors were evaluated as increasing the minimum collision energy at the collision speed (=2.6 m/s) of each vessel by four times, respectively. Accordingly, the plastic energy dissipation ratios of the vessel were increased as the stiffness of collision region. The deformations in the wind tower occurred from vibration to collapse of conditions. The tripod structure demonstrated more collision resistance than the jacket structure. This is considered to be due to the concentrated centralized rigidity and amount of steel utilized.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.34 no.4
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• pp.205-212
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• 2021

Offshore jacket structures generally comprise steel members, and the safety standard for jacket structures typically focuses on the steel components. However, large amounts of concrete grouting is filled in the legs of the Gageocho jacket structure to aid in the recovery from typhoon damage. This paper proposes a safe and lightweight design for the Gageocho ocean research station comprising steel members instead of large amounts of concrete reinforcement in the legs. Based on the actual design, the structural members are grouped according to their functional roles, and the inner diameter of the cross-section in each design group is defined as a design variable. Structural optimization is carried out using a genetic algorithm to minimize the total weight of the structure. To satisfy the conservative safety standards in the offshore field, both the maximum stress and the unity check criteria are considered as design constraints during optimization. For enhanced safety confidence, extreme environmental conditions are assumed. The maximum marine attachment thickness and the section erosion in the splash zone are applied. Additionally, the design load is defined as the force induced by extreme waves, winds, and currents aligned in the same direction. All the loading directions surrounding the structure are considered to design the structure in a balanced and safe manner. As a result, compared with the current structure, the proposed structure features a 45% lighter design, satisfying the strict offshore safety criteria.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.361-370
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• 1998

본 논문에서는 역전파학습에 의한 신경망기법을 사용하여 구조물의 미지계수를 추정하는 기법을 연구하였다. 대형구조물의 경우 계측 또는 추정하여야 하는 자유도의 수가 많으므로 인하여 구조계수를 추정하는 데에는 많은 어려움이 존재한다. 이러한 어려움을 극복하기 위하여 부구조추정법과 부행렬계수를 사용하여 추정하고자 하는 미지계수의 수를 효율적으로 줄일 수 있도록 하였다. 구조물의 고유주파수 및 모드형상 등의 모드계수를 신경망의 입력자료로 사용하였으며, 추정하고자 하는 부재의 부행렬계수를 신경방의 출력자료로 사용하였다. 입력자료로 사용되는 모드계수에 포함되어 있는 계측오차 및 신호처리오차의 영향을 줄이기 위하여, 신경망의 학습과정에서 노이즈를 첨가하는 기법을 사용하였다. 일반적인 형태의 자켓구조물을 대상으로 수치해석을 수행함으로써 제안기법의 대형구조계에 대한 적용성을 검증하였다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.27 no.2
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• pp.42-49
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• 2023

When designing fixed jacket structures, overseas design standards are applied due to the absence of domestic design methods. Although the US API standards are mainly applied, API RP 2A suggests two design methods: the allowable stress design method (WSD) and the load resistance coefficient method (LRFD), and is applied according to the designer's judgment. In this study, the stress ratio of the two design methods was reviewed and compared using SACS, an analysis program dedicated to marine structures, for fixed marine structures actually installed on the domestic coast. As a result of the review, it was found that the LRFD design method showed a greater stress ratio for extreme load analysis and transportation analysis, and the WSD design method showed a greater stress ratio for loading and lifting. Therefore, when applying the design method, it is considered appropriate to select the final design method considering safety and economic feasibility after conducting an applicability review for the two design methods.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.37.2-37.2
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• 2011

Nowadays, offshore wind energy experiences a rapid development because of its wind condition and no noise impact problem. Different from Europe, offshore wind is just started in Asia. More work and research are needed in Korea. In this work, a three-bladed upwind variable speed pitch controlled 5MW wind turbine on a jacket support structure is used. During the simulation, several design load cases are investigated in two different fully coupled aero-hydro-servo-elastic codes. Some critical loads on the foundation are compared and analyzed.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.4
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• pp.375-384
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• 2015

Recently, construction sites of offshore wind power tend to move from shallow water to deep water. From this tendency, the research on the support structure of offshore wind power in deep water will be a key issue. In this study, precast concrete block and suction pile are applied to existing jacket structure. In order to reduce the vibration of this structure, the tuned liquid damper is also applied in the precast concrete block. The applicability of the suggested jacket structure is evaluated by finite element analysis. And the vibration tends to decrease about 5%, when the tuned liquid damper is applied.