• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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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.

• 한국해양공학회지
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• 제10권4호
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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.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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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.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.43-50
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• 1990

본 연구는 허용응력 설계법에 의한 파랑하중을 받는 스틸자켓의 부재단면 최적화를 다루고 있다. 건설경비의 최적화에 대한 목적함수로서 스틸자켓의 중량을 택하였으며 제약조건은 구조물의 변위와 응력이 허용치 내에 있도록 하였다. 비선형 최적화문제는 수정된 Newton-Raphson법을 이용한 SUMT 방법을 사용하여 해석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.93-100
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• 2022

본 논문에서는 한국의 서남해상에 건설예정인 해상풍력발전타워의 지지구조물로 고려되고 있는 세발구조와 자켓구조의 선박충돌 거동을 비선형동적해석을 통하여 비교·분석하였다. 이 구조물은 3MW용량의 풍력타워를 지지하기 위하여 설계되었다. 두 지지구조는 쉘요소를 이용하여 비선형 거동을 고려할 수 있도록 모델링하였고, 발전기를 포함하는 상부의 타워구조물은 탄성재료를 이용하여 보요소와 집중질량으로 모델링하였다. 전체 질량은 세발구조가 자켓구조에 비하여 약 1.66배 정도였다. 바지선과 상선을 충돌선박으로 선정하여 모델링하였다. 조수차의 조건을 고려하여 충돌선박의 충돌위치를 평균해수면의 상하로 3.5m변동하는 것으로 고려하였다. 또한 각 선박의 최소충돌속도(=2.6m/s)에서의 충돌에너지를 각각 4배까지 증가시키면서 충돌거동을 산정하였다. 해석결과 지지구조 충돌부위의 강성이 클수록 선박의 소성에너지 소산량이 상대적으로 증가하였다. 충돌조건에 따라 풍력타워의 변형은 진동에서 붕괴까지 발생하였다. 세발구조가 자켓구조에 비하여 큰 충돌저항력을 보였다. 이는 중앙부에 강성이 집중된 구조적 특성과 상대적으로 많은 강재의 사용량에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.205-212
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• 2021

가거초 해양과학기지 자켓 구조물 내 콘크리트를 배제하고 강재로만 이루어진 최적설계를 제시한다. 50년 재현주기 극한하중조건에서 허용응력 및 허용응력비 조건을 모두 만족하는 안전한 경량 설계를 목표하였다. 역할에 따라 부재를 세 그룹으로 나눈 설계 조건(Case-1)과 보다 세분화한 설계 조건(Case-2)에 대해 각 부재그룹별 현재 단면 두께 대비 두께 변화율을 설계변수로 설정한 유전 알고리즘을 통해 최적설계를 탐색하였다. 그 결과 Case-1의 결과로 현재 가거초 해양과학기지보다 약 217톤 더 가벼운 설계(OPT-1)를 찾았고, Case-2에서는 추가적으로 약 84톤을 경량화하여 현재 대비 약 45%의 무게를 절감한 설계(OPT-2)를 얻을 수 있었다. 결론적으로 레그 내 콘크리트 보강 없이도 극한조건에서 허용응력 및 허용응력비를 모두 만족시킬 수 있는 경량화된 가거초 해양과학기지 설계를 제시하였다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.42-49
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• 2023

고정식 자켓구조물 설계 시 국내 설계법의 부재로 해외 설계기준을 적용하고 있다. 특히, 미국의 API기준을 주로 적용하고 있으나 API RP 2A는 허용응력설계법(WSD)과 하중저항계수법(LRFD)의 두 설계법을 제시하고 있고 설계자의 판단에 따라 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 연안에 실제 설치된 고정식 해양구조물에 대해 해양구조물 전용프로그램인 SACS를 이용하여 두 설계법에 대한 응력비를 검토비교 하였다. 검토결과, 환경하중의 영향이 큰 극한하중해석과 운송해석 시에는 LRFD설계법이, 자중의 영향이 큰 평상시 하중해석과 선적 및 인양 시에는 WSD설계법이 더 큰 응력비를 보여주고 있어 기본설계 시 두 설계법에 대한 적용성 검토를 수행한 후 안전성과 경제성 등을 고려하여 최종 설계법을 선택하는 것이 적정하다고 판단된다.

• 풍력에너지저널
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• 제13권3호
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• pp.79-87
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• 2022

A stabbing system is an underwater jointing structure for positioning the jacket substructure for offshore wind power on top of a pile foundation that is already installed in the seabed. In this paper, the structural safety of the stabbing system currently being developed in South Korea was evaluated through finite element analysis. For this study, conformity of the finite element modeling technique for a gripper (hydraulic cylinder) was reviewed, and the structural safety of the stabbing system was evaluated based on the stress safety factor under three design load combinations (combinations of vertical, shear, and moment loads). From the analysis, it was verified that the pile foundation and the stabbing system mounted on top of it are structurally safe according to the stress safety factor, and there will be no interference between major structural components (i.e., guide cone and pile foundation) due to rotation of the guide cone at the end of the jacket leg.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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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.