• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.822-831
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• 2021

선박의 주묘 위험성을 평가할 수 있는 프로그램이 개발되어 있지만 선박의 제원에 해당되는 다양한 입력요소들을 직접 찾아서 입력해야 하므로 VTS 관제사가 정박지에 정박 중인 선박들로부터 이러한 입력요소들을 모두 확인하여 프로그램을 활용하는 것은 현실적으로 어려운 상황이다. 이에 본 연구에서는 VTS 관제사 입장에서 선박으로부터 쉽게 획득할 수 있는 총톤수(GT)를 독립변수로 설정하고 프로그램 입력요소들을 종속변수로 하여 선형 및 비선형 회귀분석을 실시하였다. 다항식 모델(선형)과 멱급수 모델(비선형)의 적합도를 비교한 결과, 컨테이너선과 벌크선의 경우에는 모든 입력요소에서 멱수급 모델이 적합한 것으로 평가되었다. 하지만 탱커선의 경우에는 수선간장, 선폭, 흘수는 멱수급 모델이 적합하고, 정면풍압면적, 앵커의 무게, 의장수, 묘쇄공으로부터 선저까지의 높이는 다항식 모델이 더 적합한 것으로 평가되었다. 또한 탱커선의 정면풍압면적 요소를 제외한 다른 나머지 종속변수들은 모두 결정계수가 0.7 이상으로 높은 적합도를 보였다. 따라서 주묘 위험성 평가 프로그램의 입력요소 중 외력 요소, 해저 저질, 수심 및 앵커 체인의 신출량을 제외한 나머지 입력요소들은 선박의 총톤수만 입력하면 회귀분석 모델식에 의해 자동으로 입력됨으로써 주묘 위험성 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제44권3호
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• pp.10-21
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• 2021

Recently, the demand for atypical structures with functions and sculptural beauty is increasing in the construction industry. Existing mold-based structure production methods have many advantages, but building complex atypical structures represents limitations due to the cost and technical characteristics. Production methods using molding are suitable for mass production systems, but production cost, construction period, construction cost, and environmental pollution can occur in small quantity batch production. The recent trend in the construction industry calls for new construction methods of customized small quantity batch production methods that can produce various types of sophisticated structures. In addition to the economic effects of developing related technologies of 3D Concrete Printers (3DCP), it can enhance national image through the image of future technology, the international status of the construction civil engineering industry, self-reliance, and technology export. Until now, 3DCP technology has been carried out in producing and utilizing residential houses, structures, etc., on land or manufacturing on land and installing them underwater. The final purpose of this research project is to produce marine structures by directly printing various marine structures underwater with 3DCP equipment. Compared to current underwater structure construction techniques, constructing structures directly underwater using 3DCP equipment has the following advantages: 1) cost reduction effects: 2) reduction of construct time, 3) ease of manufacturing amorphous underwater structures, 4) disaster prevention effects. The core element technology of the 3DCP equipment is to extrude the transferred composite materials at a constant quantitative speed and control the printing flow of the materials smoothly while printing the output. In this study, the extruding module of the 3DCP equipment operates underwater while developing an extruding module that can control the printing flow of the material while extruding it at a constant quantitative speed and minimizing the external force that can occur during underwater printing. The research on the development of 3DCP equipment for printing concrete structures underwater and the preliminary experiment of printing concrete structures using high viscosity low-flow concrete composite materials is explained.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.18-26
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• 2019

선원의 근로환경을 개선하기 위한 2006년 해사노동협약이 2013년 8월 20일 발효되었으며, 이 협약은 해운업계에서 4번째 중요한 협약으로 간주되고 있다. 이 연구는 해운업계가 이 협약을 어떻게 이행하고 있으며, 어떤 문제점이 있는지를 분석하기 위하여 실시하였다. 이를 위하여 유럽지역 및 아태지역 항만국통제 협력체가 해사노동협약과 ILO 제147호 협약과 관련된 2010~2012년 및 2014~2016년간 지적한 결함사항을 선령, 크기(총톤수), 선형 및 결함사항 유형에 대하여 협약 발효 전후(2013년) 3년간을 각각 비교하였다. 그 결과 아태지역에서 협약 발효 후인 2014~2016년 기간에 협약 발효 전 기간보다 결함사항이 약 2배 증가하였지만, 총 결함건수 대비 선원근로환경 관련 결함건수의 비율은 유럽지역의 약 2/3에 머물고 있는 것으로 나타났다. 해사노동협약이 보다 더 잘 이행되기 위해서는 이 협약에 대한 아태지역 항만국통제 협력체의 점검율을 높이는 노력이 필요하며, 이 협약이 국내법으로 위임한 규정에 대하여 국제노동기구가 국제해사기구의 가이드라인이나 통일해석과 같은 명확한 근거를 제공함으로써 통일적인 항만국통제가 시행되도록 하여야 한다. 또한, 해사노동협약에 편입된 ILO 제147호 협약에 대한 결함코드를 삭제하고 해사노동협약의 해당 결함코드로 통합하는 한편, 선원휴가 및 교대 등 사회보장 등과 관련된 항만국통제 결함코드를 신설할 필요가 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.474-482
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• 2021

우리나라는 지리적 위치와 편서풍의 영향을 받아 필리핀이나 대만 근처에서 전향한 태풍이 매년 평균 2~3개 통과한다. 진해만은 우리나라의 대표적인 태풍 피항지로 알려져 있으며, 태풍 내습 시 피항 선박들로 가득차고 나중에는 주변 항로까지 묘박한 선박들로 포화상태에 이르게 된다. 이로 인하여 묘박중인 선박이 강풍으로 주묘가 발생될 경우에는 선박 간 이격거리가 짧아 충돌사고가 발생될 수 있으므로 진해만의 체계적인 묘박 안전관리가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 진해만 묘박지 수심에 따른 선박 톤수별 주묘 한계 풍속을 제시하였다. 수심 20 m에서는 묘쇄를 7~9 Shackles 신출하였을 때 주묘 발생 한계 풍속은 48~63 knots, 수심 35 m에서는 46~61 knots, 수심 50 m에서는 39~54 knots로 평가되었다. 수심이 증가하면서 외력에 의해 파주부가 5 m 미만이 되는 상황이 발생하면서 주묘가 발생하는 한계 풍속은 4~8 knots로 큰 차이를 보였다. 또한 고파주력 앵커(AC-14형)가 설치된 선박이 재래형 앵커(ASS형)가 설치된 선박보다 주묘 한계 풍속이 더 크게 평가되었지만, 수심이 50 m로 깊은 곳에서는 고파주력 앵커를 사용하더라도 주묘가 쉽게 발생될 수 있는 것으로 확인되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.414-421
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• 2022

해저 석유와 가스 탐사가 점점 더 깊은 수심으로 진행되고 있으며, 해저 파이프라인은 고압 및 고온 조건에서 작동하는 것이 일반적이다. 온도 및 압력 차이로 인하여 파이프 축 방향 힘이 축적되는 현상이 있다. 이러한 현상은 파이프라인을 구속하는 해저면 효과 때문에 파이프라인은 횡 좌굴이 발생하게 된다. 온도가 증가하는 경우 축 방향의 압축 하중이 가해지며 이 하중이 임계 수준에 도달하면 파이프가 수직방향으로 움직이게 된다. 또는 파이프라인의 구조적 완전성을 위태롭게 할 수 있는 횡 방향 좌굴이 발생하는 상황에서, 작동 중 파이프라인의 구조적 안전함을 보장하기 위해 파이프라인의 상세 구조 강도평가가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 해저면의 마찰 효과 및 재료의 열 수축/팽창을 고려한 비선형 구조해석을 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용하여 검토하였으며, 외부충격에 의한 횡 방향 좌굴 안전성을 분석하였다. 본 연구의 결과를 통하여 수치 해석적 단순화된 분석 모델을 통하여 해저면의 효과를 고려한 조건에서의 실제 파이프라인의 붕괴 조건을 예측할 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1267-1273
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• 2022

최근 한국 조선업계가 세계 선박 발주 물량의 대부분을 수주하고 있지만, 생산 현장에서는 인력난으로 생산공정 차질을 겪고 있다. 오랜 조선업 불황으로 일감과 임금 모두 줄어든 탓에 근로자들이 조선소를 떠났기 때문이다. 수주가 증가한 주요 요인은 카타르 LNG선 대량 발주였으며, 선박에 요구되는 기술 사양이 복잡해지는 상황도 유리하게 작용하고 있다. 선박은 계약한 인도 시점이 무엇보다도 중요하기 때문에, 조선소의 주요 공정 중 도크 진수 계획이 무엇보다도 중요한 관리 아이템이다. 도크에서 건조되는 구조물은 의장 작업을 남긴 선체 혹은 완성형 선박일 수 있으며, 때에 따라서 선체의 일부 블록 수준일 경우도 많다. 진수 시, 선체는 유체력에 의한 호깅(hogging) 혹은 새깅(sagging) 모멘트 영향을 받게 되고, 블록 연결부의 구조강도에 대한 안전성 확보가 무엇보다도 중요하다. 정상적인 공정이라면 연결 부재는 용접을 끝낸 상태에서 진수하지만, 실제 조선사에서는 도크 일정을 준수하기 위하여 구조 안전성이 확보되는 조건에 대한 빠른 의사결정이 필요하다. 본 연구에서는 앞서 언급한 문제점들을 엔지니어링 관점에서 합리적으로 판단하기 위하여 휨 응력평가법과 유한요소해석 모델링을 사용한 상세 해석법과 적용성을 분석하였다. 논문에서 언급된 주요 내용은 향후 유사 구조 강도 평가의 진행 시 좋은 사례로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.992-1001
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• 2023

OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.5-16
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• 2002

본 연구에서는 직경 1,000mm의 시험말뚝에 대한 압축정재하시험 수행시 반력말뚝으로 사용된 직경 2,500mm의 대구경 경사반력소켓말뚝의 인발거동을 분석하였다. 경사반력말뚝은 풍화암층과 연암층 10m에 걸쳐서 현장타설말뚝으로 소켓되어졌으며, 강관부는 강관과 속채움콘크리트로, 그리고 소켓부는 콘크리트와 철근으로 구성되었다. 각 구성부재에 작용하는 변형율을 측정하기 위해 센서를 설치하였으며, 반력말뚝두부의 인발량을 측정하기 위하여 LVDT를 설치하였다. 정재하시험중 재하된 최대인발하중은 10MN이었으며 최대인발변위는 7m, 잔류인발변위는 최대 1mm 정도 발생하였다. 인발하중의 83%를 풍화암층에서 그리고 12%를 연암층에서 지지하는 것으로 나타났으며 풍화암에 소켓된 철근콘크리트부와 연암에 소켓된 털근콘크리트부에서 각각 125.3kPa와 61.8kPa의 인발응력이 발생하였다. 따라서, 풍화암층에서도 인발하중을 충분하게 지지하고 있으므로 풍화암층은 마찰력을 크게 발휘하는 지지층으로 사용되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권7호
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• pp.435-443
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• 2017

본 연구는 고 레이놀즈 영역에서 상류측에 작은 정방형주(Square prism)를 가진 정방형주의 유동장 특성을 양 항력측정 실험과 PIV를 이용한 가시화 실험으로 파악한 것이다. 실험변수는 정방형주 한변의 길이에 대한 작은 정방형주의 폭비(H/B=0.2~0.6) 및 정방형주 전면에서부터 작은 정방형주의 후면 까지의 거리(G/B=0~3)로 했다. 작은 정방형주의 폭비를 고정시킨 경우 정방형주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 또한 같은 간격비에서는 작은 정방형주의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 컸다. 또한 같은 간격비에서는 작은 정방형주의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 증가했으며, 폭비 H/B=0.6, 간격비 G/B=1.0일 때 최대 98.0%의 항력감소율을 보였다. 정방형주의 양력감소율은 작은 정방형주의 폭비 및 간격비에 거의 영향을 받지 않았으며, 양력감소율의 전체 평균치는 66.5% 정도였다. 작은 정방형주를 설치한 경우 정방형주 상류측과 하류측에 정체영역이 나타났다.

• 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.