• 한국해양공학회지
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• 제28권5호
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• pp.411-422
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• 2014

A helideck is a very valuable offshore structure for the take-off and landing of a helicopter. In order to design a helideck, the design parameters and various loads defined by the regulations related to the design of a helideck should be applied. In this study, a risk analysis was performed based on the helicopter accidents for seven years, and the frequency and possible reasons for accidents involving helidecks were investigated. In addition, a finite element analysis of a steel helideck mounted on the upper deck of a ship (shuttle tanker) was performed with the load that should be considered when designing a helideck. Based on the results, a parametric study of helideck was carried out by applying a variety of design parameters, and an improved helideck design was presented. This improved helideck reduced the steel used by up to 24% compared to the initial helideck design, and the results of a finite element analysis were analyzed and compared with those of the initial analysis.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2015년도 특별논문집
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• pp.63-68
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• 2015

This paper presents fatigue analysis of helideck structures located in FPSO. After FPSO is moved to the target position where production of resource is performed, FPSO stays at the target position and performs production of resource, storage and off-loading during the design life. Helideck structure is located in FPSO essentially for the movement of personnel and life rescue at emergency situations by using helicopters. Because inertial load induced by FPSO motion and landing and taking-off load of helicopter occur at helideck structures cyclically, helideck structures should be designed to withstand fatigue loads. Therefore, The fatigue assessment of helideck structures should be performed with fatigue loads. Effect of stress concentration due to misalignment between welded plates is considered in fatigue assessment additionally.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권6호
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• pp.993-1017
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• 2016

Helicopters are essential for supporting offshore oil and gas activities around the world. To ensure accessibility for helicopters, helideck structures must satisfy the safety requirements associated with various environmental and accidental loads. Recently, offshore helideck structures have used aluminium because of its light weight, low maintenance requirements, cost effectiveness and easy installation. However, section designs of aluminum pancakes tend to modify and/or change from the steel pancakes. Therefore, it is necessary to optimize section design and evaluate the safety requirements for aluminium helideck. In this study, a design procedure was developed based on section optimization techniques with experimental studies, industrial regulations and nonlinear finite element analyses. To validate and verify the procedure, a new aluminium section was developed and compared strength capacity with the existing helideck section profiles.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권5호
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• pp.851-873
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• 2016

Helidecks are vital structures that act as a last exit in an emergency. They transport people and goods to and from ships and offshore plants. When designing the structure of a helideck, it is necessary to comply with loading conditions and design parameters specified in existing professional design standards and regulations. In the present study, finite element analysis (FEA) was conducted with regard to a steel helideck mounted on the upper deck of a ship considering the emergency landing of the helicopter. The superstructure and substructure were designed, and the influence of various design parameters was analyzed on the basis of the FEA results.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.453-460
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• 2017

해양구조물 등에서 해상 현장과 육상시설 사이에 물자나 운용 인력을 수송하기 위한 수단으로 헬리콥터가 주로 이용된다. 헬리데크는 헬리콥터가 해양구조물에 착륙하기 위해 필수적으로 탑재되는 구조물로서, 해양구조물의 종류나 탑재되는 위치 등에 따라 다양한 형태의 헬리데크가 존재한다. 그 중에서 캔틸레버식 헬리데크는 해양구조물의 탑사이드 공간 확보에 용이하며, 헬리콥터와의 충돌 등의 미연의 사고로부터 보다 안전하다. 본 논문에서는 캔틸레버식 헬리데크를 연구대상으로 선정하고, 이를 구성하고 있는 하부 트러스 구조에 대해서 위상 최적설계를 적용하였다. 또한 상용 구조해석 프로그램을 이용하여 유한요소 모델을 생성하고, 다양한 착륙 상황과 풍하중을 적용하여 구조해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 헬리데크의 각 구조 부재에 발생하는 응력이 사용 재료의 허용응력을 넘지 않도록 부재의 세부 단면 치수를 결정하여, 보다 안전하면서도 경량화된 헬리데크 설계를 얻을 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.383-390
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• 2019

본 논문에서는 AISC 표준 단면을 설계 변수로 하는 캔틸레버 타입 헬리데크 모델의 유전 알고리즘 최적설계를 소개한다. AISC 표준 단면을 단면 형상별로 분류하고 단면적 순으로 정렬한 후 정수 단면 번호를 부여하여 설계 변수로 최적설계를 수행하였다. 이 과정을 통하여 이산화된 설계 변수를 가지는 최적설계 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘을 적용하였다. 또한, 제약조건으로 허용응력 및 허용응력비 검사 조건을 모두 고려하여 구조물의 구조 안정성을 고려한 설계를 수행하였다. 최적설계 과정중 매 반복계산 마다 수행되는 구조 해석 시간을 단축시키기 위해 선형 중첩법을 사용하였고, 이를 통해 구조해석 시간을 약 75% 감소시킬 수 있었다. 또한 헬리데크 최적설계의 경량 효과를 높이기 위해 부재 그룹 세분화를 하였고, 그 결과를 선행 연구 모델, 기존의 부재 그룹 모델과 비교하였다. 그 결과 선행연구 대비 약 30톤의 부재를 절감할 수 있었으며, 구조적으로도 보다 안전한 헬리데크 설계를 얻을 수 있었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2018년도 공동국제학술발표회
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• pp.176-176
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• 2018

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.359-366
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• 2020

본 논문에서는 전산구조 해석 데이터를 기반으로 인공 신경망을 활용하여 헬리데크 구조물에 대한 손상 추정 기법을 제안하였다. 헬리데크를 구성하는 트러스와 서포트 부재들에 대해서 절점을 공유하는 부재들을 70개의 모델로 그룹화 하였으며, 최대 3가지 부재 그룹에 무작위로 손상을 부여하여 총 37,400개의 손상 시나리오를 생성하였다. 이들 각각에 대해서 구조 해석 프로그램을 통해 모드 해석을 수행하였으며, 전체 손상 시나리오를 사용 목적에 따라 학습, 유효성 검사, 그리고 검증 시나리오로 분리하였다. 헬리데크의 손상 및 비손상 상태의 동적 응답 특성에 대한 패턴 인식을 위해 PyTorch 프로그램을 활용하여 3개의 은닉층을 가지는 인공 신경망을 구성하였으며, 이에 대해서 다양한 손상 시나리오를 반복 학습함으로써 손실 함수를 최소로 하는 인공 신경망을 도출하였다. 최종적으로 총 400개의 검증 시나리오에 대해서 인공 신경망이 추정한 손상률과 실제 부여된 손상률을 비교하였으며, 그 결과 본 연구를 통해 얻어진 인공 신경망이 손상 부재의 위치와 손상 정도를 매우 높은 정확도로 예측하는 것을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권1호
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• pp.43-48
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• 2017

In recent years, the demand for ships and offshore platforms that can navigate and operate through the Arctic Ocean has been rapidly increasing due to global warming and large reservoirs of oil and natural gas in the area. Winterization design is one of the key issues to consider in the robust structural safety design and building of ships that operate in the Arctic and Sub-Arctic regions. However, international regulations for winterization design in Arctic condition regulated that only those ships and offshore platforms with a Polar Class designation and/or an alternative standard. In order to cope with the rising demand for operating in the Arctic region, existing and new Arctic vessels with a Polar Class designation are lacking to cover for adequate winterization design with HSE philosophy. Existing ships and offshore platform was not designed based on reliable data based on numerical and experiment studies. There are only designed as a performance and functional purposes. It is very important to obtain of reliable data and provide of design guidance of the anti-icing structures by taking the effects of low temperature into consideration. Therefore, the main objective of this paper reconsiders anti-icing design of aluminum helideck using the heating cable. To evaluate of reliable data and recommend of anti-icing design method, various types of analysis and methods can be applied in general. In the present study, finite element method carried out the thermal analysis with cold chamber testing for performance and capacity of heating cables.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권6호
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• pp.519-529
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• 2016

The helideck structure must satisfy the safety requirements associated with various environmental and accidental loads. Especially, there have been a number of fire accidents offshore due to helicopter collision (take-off and/or landing) in recent decades. To prevent further accidents, a substantial amount of effort has been directed toward the management of fire in the safety design of offshore helidecks. The aims of this study are to introduce and apply a procedure for quantitative risk assessment and management of fires by defining the fire loads with an applied example. The frequency of helicopter accidents are considered, and design accidental levels are applied. The proposed procedures for determining design fire loads can be efficiently applied in offshore helideck development projects.