• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.247-254
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• 2013

본 논문에서는 해상 시추작업을 위한 heave compensation system의 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 우선 시뮬레이션을 위하여, 다물체계 동역학 커널을 개발하였다. 다물체계 동역학 커널은 입력 받은 heave compensation system 시뮬레이션 모델의 운동학적 정보를 이용하여 recursive Newton-Euler formulation 방법을 기반으로 운동방정식을 자동으로 구성하고, 수치적으로 해를 계산하는 기능을 한다. 그리고 해상 시추선에 작용하는 외력을 계산하기 위하여 유체 정역학적 힘과 유체 동역학적 힘을 계산하는 모듈을 개발하였다. 이와 같이 개발한 커널과 모듈들을 적용하여 해상 시추선의 hoisting system 동적거동 해석을 수행하고, 관절에서의 구속력을 계산하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.241-257
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• 2020

The rapid proliferation of oil/gas drilling and wind turbine installations with jack-up rig-formed structures increases structural safety requirements, due to the greater risks of operational collisions during use of these structures. Therefore, current industrial practices and regulations have tended to increase the required accidental collision design loads (impact energies) for jack-up rigs. However, the existing simplified design approach tends to be limited to the design and prediction of local members due to the difficulty in applying the increased uniform impact energy to a brace member without regard for the member's position. It is therefore necessary to define accidental load estimation in terms of a reasonable collision scenario and its application to the structural response analysis. We found by a collision probabilistic approach that the kinetic energy ranged from a minimum of 9 MJ to a maximum 1049 MJ. Only 6% of these values are less than the 35 MJ recommendation of DNV-GL (2013). This study assumed and applied a representative design load of 196.2 MN for an impact load of 20,000 tons. Based on this design load, the detailed design of a leg structure was numerically verified via an FE analysis comprising three categories: linear analysis, buckling analysis and progressive collapse analysis. Based on the numerical results from this analysis, it was possible to predict the collapse mode and position of each member in relation to the collision load. This study provided a collision strength assessment between attendant vessels and a jack-up rig based on probabilistic collision scenarios and nonlinear structural analysis. The numerical results of this study also afforded reasonable evaluation criteria and specific evaluation procedures.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권1호
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• pp.103-113
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• 2020

잭업 드릴링 리그 (Jack-up drilling rigs)는 해양자원개발 분야 중 석유 및 가스 탐사 산업에서 널리 사용되는 대표적인 해양구조물이다. 이러한 잭업 구조물은 대체로 얕은 수심에서 사용하도록 설계되었지만 에너지 산업의 추세로 대수심 및 가혹한 환경 조건에서도 사용이 가능한 설계가 요구되고 있다. 이러한 잭업구조물의 운영환경 확장에 따라서 과도한 설계를 최소화하고 신뢰성 반영된 설계법이 요구되었다. 기존의 해양구조물 산업에서 잭업 구조물의 설계법은 사용(혹은 허용)응력 설계 (WSD: Working (or Allowable) Stress Design) 방법을 사용하여 설계가 되고 있었다. 이러한 설치환경변화에 따라서 충분한 신뢰성을 확보가 가능한 하중 및 저항계수 (LRFD: Load and Resistance Factored Design) 방법을 최근 개발되었고 규정화가 되었다. LRFD 방법은 통계적 기반으로 한 한계상태설계 개념으로 잭업구조물의 구성구조부재의 하중과 전산수치해석을 이용한 강도의 불확성을 하중 및 저항 계수로 표현하는 설계법이다. 개발된 LRFD 방법은 실제 잭업구조물 설계의 적합성 판단을 위하여 기존의 WSD 방법과의 정량적인 비교 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 WSD와 LRFD 방법으로 이용하여 실 잭업 구조물의 레그 구조를 대상으로 상용유한요소해석코드를 이용하여 정량적인 UC (Unity Check)값을 기반으로 비교 분석하였다. 분석된 결과로 다양한 환경하중조건 하에서 LRFD 방법을 사용하여 잭업구조물의 레그(Leg) 설계에서 상당히 합리적인 UC 값을 가지고 기존 대표적인 WSD기법 중에 하나인 API-RP 코드 대비 약 31 % 차이가 분석되었다. 따라서 LRFD 설계 방법이 WSD 방법에 비해 구조 최적화 및 합리적인 설계에 더 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권1호
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• pp.71-75
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• 2002

대형 시추구조물의 건조는 보통 드라이도크에서 하거나, 해양에서 선체와 데크를 접합하는 방법을 사용한다. 그러나 적당한 해양 접합장소가 없거나 드라이도크의 공간부족으로 현대중공업에서는 드라이도크나 해양에서의 접합건조 대신 부유식 시추구조물을 지상에서 조립하는 방법을 채택하게 되었다. 현대중공업에서는 세 가지 단계를 통해 지상 데크조립을 수행하였다. 첫 번째는 네 개의 철골구조 리프팅타워 상에서 유압리프팅시스템을 이용하여 데크를 지상으로부터 38m 들어올린다. 두 번째는 마찰을 줄이기 위해 윤활제가 칠해진 합성 플라스틱으로 싸인 미끄럼틀(Skidway)을 이용하여 두 개의 6000톤 짜리 하부구조를 데크 아래로 끌어 들인다. 마지막 단계로 데크와 하부구조를 단단히 결합시킨다. 이 과정에 2주일이 소요되었으며 일련의 작업을 거쳐 중량 25,500톤급의 Deepwater Nautilus (RBS-8M) 시추선을 무사히 바다 위로 인도하였다. RBS-8M의 데크결합에 Super Lift를 적용하여 성공시킨 사례를 통해 현대중공업의 초대형 시추구조물 건조방식이 이상적이고, 작업 공기나 원가 측면에서 우위가 있음을 시사하고 있으며 이렇게 건조작업의 대부분을 지상에서 수행한 과정을 통해 작업관리, 품질관리, 일정관리에도 좋은 결과를 가져올 수 있었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.783-784
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• 2016

천공위치 안내 시스템은 천공작업 Hole의 정확한 위치를 추적하는 시스템이다. 천공작업의 정확성과 안정성, 그리고 장비 조작의 용이성을 위하여 범지구 위성 항법 시스템(Global navigation satellite system, GNSS)을 이용하여 지표면의 천공위치를 찾아주는 안내 시스템을 연구 개발하였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제12권2호
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• pp.34-38
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• 2015

Research and development of mineral resource related products has progressed with the increased need to develop mineral resources. The DTH hammer is one a resultant product. However, due to particular work conditions of underground drilling, it is difficult to obtain direct data on the DTH Hammer. A DTH drill rig requires a lot of money and time for actual testing. This thesis aimed to resolve this problem by using CAE. First, the structure of the DTH hammer and the movement was analyzed. Next, a standard model based on simulation was proposed and then experimentation and comparison verification was conducted. In addition, the verified models were applied to products of various sizes, and the models used in simulation were compared by conducting field tests.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.399-401
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• 2011

반잠수식 시추선의 주선체(lower hull)를 세 가지 타입으로 설계하여 주선체에 대한 유체정역학적 계산, 조종성능 및 내항성능 계산 그리고 이론계산을 수행하여 wave distribution과 height도 각각 비교 분석하였다. 주선체의 Convention type, Bulbous bow type, 그리고 Ice breaking type 중 Ice breaking type 선형의 성능이 가장 우수하였다. 다음으로는 반잠수식 시추선의 모든 조건(작업, 이동, 생존)에서 주기둥(column) 또는 주선체(Lower)가 손상되어 부력을 상실했을 시 전복 되지 않도록 고안된 예비부력 기능과 기름 유출 사고시 기름을 회수 할 수 있는 기능을 갖춘 유회수 겸용 예비부력 탱크를 개발하였다.

• 대한조선학회지
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• 제54권4호
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• pp.39-46
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• 2017

잭업 드릴링 리그는 해양 원유 및 가스개발 분야에 폭넓게 사용되어지고 있다. 초기 모델은 수심 60미터 이하의 천수영역에서 운용되었고, 최근에는 대수심 150미터와 가혹한 환경조건에 대응하도록 개발이 되어 왔다. 본 기고에서는 북해 유전에 사용되는 잭업리그의 전선해석을 수치해석방법을 통하여 검토하였다. 첫번째로, 북해의 환경조건을 분석하고, 해저지질조사 보고서를 통하여 지질특성을 확인하였다. 조사자료를 근거로 기본도를 작성할 수 있는 설계사양을 수립하였다. 북해에 설치된 잭업리그의 동적특성을 규명하기 위해서, 전선해석 시 레그와 선체를 고려한 전도모멘트를 계산하고, 잭업리그 leg & 선체구조의 건전성 확인을 위하여, 국제코드를 활용한 구조강도 평가 수행으로 안전성을 검토하였다. 잭업하는 도중 발생할 수 있는 불확실성 요소들은 해저면의 특성에 크게 관련되어 있으며, 일반적으로 pre-loading하는 과정 중에 자주 발생한다. 이 기고에서는 잭업리그의 운용하는 사이클 내에서 발생 가능한 구조적 안전성을 검증하기 위하여 상세구조 및 설치엔지니어링 문제에 대해서 분석하였다. 이러한 목적에 부합하기 위하여 아래의 사항들을 검토하였다. - 해저지질 조건을 고려한 구조붕괴거동 - Pre-loading 절차서 및 매개변수에 의한 붕괴모드 - 계측자료의 검증 및 구조엔지니어링 결과.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제11권3호
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• pp.1-13
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• 2007

A semi-submersible drilling rig is regarded as one of the typical offshore structures operated in the field with moderate environments such as the Gulf of Mexico, Brazil, and West Africa. Its typical roll and pitch natural periods are around 30 seconds, which avoids prevailing regions of the wave energy spectrum, and their responses in waves are quite acceptable for common operation conditions. But large roll and pitch motions can be induced by wave difference frequency energy spectrum if the metacentric heights of a semi-submersible decrease to small values in some loading conditions, and it is because the roll and pitch natural periods increase and approach to the region where the spectral density of the low frequency wave drift moment has significant value. This paper describes the low frequency roll motion of a semi-submersible that are excited by the wave 2nd order difference frequency energy by a series of model experiments. From the model tests with several different initial metacentric heights (GM), it was observed that a semi-submersible can experience large roll motion due to the wave group spectrum.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권7호
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• pp.935-941
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• 2012

This paper describes a study of conventional electrical rig and simulated application of Flywheel Energy Storage system on the power system of the offshore plants with dynamic positioning system with the following aims: improve fuel consumption on engines, prevent blackout and mitigate voltage sags due to pulsed load and fault. Fuel consumption has been analyzed for the generators of the typical drilling rigs compared with the power plant with Flywheel Storage Unit which has an important aid in avoiding power interruption during DP (Dynamic Positioning) operation. The FES (Fly wheel Energy storage System) releases energy very quickly and efficiently to ensure continuity of the power supply to essential consumers such as auxiliary machinery and thrusters upon main power failure. It will run until the standby diesel generator can start and supply the electric power to the facilities to keep the vessel in correct position under DP operation. The proposed backup method to utilize the quick and large energy storage Flywheel system can be optimized in any power system design on offshore plant.