• 한국항해항만학회지
• /
• 제32권3호
• /
• pp.223-228
• /
• 2008

한국에서 건조되는 대부분의 소형 연안 어선의 경우 경험에 기초하여 건조되어지기 때문에 구조적 안전성 문제가 발생하곤 했다. 본 논문에서는 이들 어선의 구조강도를 증가시키고 생산 및 운용비를 줄이기 위하여 최적설계를 수행하였다. 어선의 무게와 구조부재의 주요치수들을 각각 목적함수와 설계변수로 선택하였다. 해석과정 중에 극소점을 피하고 CPU 시간을 줄이고자 전역 탐색법과 지역 탐색법을 결합한 하이브리드 최적화 알고리즘이 개발되었다. 또한 최적화 루프의 각 iteration 단계에서 제한조건을 결정하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 최적화 결과는 초기 어선 모델과 비교하였으며 최적설계의 효과가 구조강도, 재료비 관점에서 검토되었다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
• /
• 제7권3호
• /
• pp.175-182
• /
• 2013

A damage-based approach for the performance-based seismic assessment of reinforced concrete frame structures is proposed. A new methodology for structural damage assessment is developed that utilizes response information at the material level in each section fiber. The concept of the damage evolution is analyzed at the section level and the computed damage is calibrated with observed experimental data. The material level damage parameter is combined at the element, story and structural level through the use of weighting factors. The damage model is used to compare the performance of two typical 12-story frames that have been designed for different seismic requirements. A series of nonlinear time history analyses is carried out to extract demand measures which are then expressed as damage indices using the proposed model. A probabilistic approach is finally used to quantify the expected seismic performance of the building.

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

• 한국정밀공학회지
• /
• 제33권12호
• /
• pp.971-977
• /
• 2016

Recently, the problem of the accumulation of fine sludge from the cutting oil generated during machining processes has become a major threat to the environment. The fine sludge has adverse affects on the human body and the environment, and significantly contributes to marine pollution. However, a microfiltration technique that can process the sludge still needs to be studied and developed on a global scale. Therefore, it is necessary to develop eco-friendly equipment such as an ECO vacuum filter system and eco-friendly technologies for processing cutting oil. In this study, a structural analysis was carried out using a finite element method (FEM). Improved models of the suction chamber for the ECO vacuum filter system were proposed based on the analysis of the displacement and stress of the system. The model with the best result was then optimized using the commercial software, ANSYS. It was confirmed that, in the optimized model, displacement and stress were reduced in comparison with the initial model. Finally, the structural stability of the optimized model was verified through analysis.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.550-556
• /
• 2021

본 연구에서는 상용화된 로프절단장치 타입 중 국내에 가장 많이 도입되어있는 Scissor type을 대상으로 유한요소해석을 수행하여 다양한 로프 걸림 상황에서 안정성이 확보되는 적합한 구조 형태를 평가하였으며, 수조 실험 및 실선 실험을 통해 효용성을 검증하였다. 연구 결과, 로프 걸림에 의하여 프로펠러축이 회전하지 않을 경우 엔진에서 발생하는 지속적인 토크로 인하여 로프절단장치에 비틀림이 발생하고 유한요소 해석상 자유도가 구속되어 있지 않은 하부의 블레이드에서 가장 높은 변형이 발생하는 것을 확인하였다. 블레이드의 두께가 증가할수록 최대변형량은 줄어들고 최대응력은 낮아져 안전율이 증가하는 결과가 나타났으며, 동일한 블레이드 두께에서 토크의 변화량이 최대응력과 최대변형량에 미치는 영향은 로프절단장치의 외력이 미치는 위치와 무관하며 정비례하게 감소하는 것으로 나타났다. 해석 결과를 토대로 실시한 수조실험 및 실선실험 결과, 모든 조건과 환경에서 로프 및 어망이 원활하게 제거되는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.394-401
• /
• 2021

신재생에너지 신규설비 보급이 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 그중 개발 확장성이 풍부하고 생산유발계수가 큰 해상풍력 시장이 급성장하고 있다. 특히 서남해 권역은 최고 수준의 해상풍력 잠재량을 보유하고 있으며, 관련 프로젝트들이 추진 중이다. 본 연구는 점토층 지반에 효과적인 해상풍력 하부구조물의 개발에 있어 EUROCODE에 의한 구조물의 설계 절차를 제시하고 구조 안전성을 고찰하여 관련 기술 분야에 이바지함을 목표로 한다. 선행연구에서는 풍력발전기 용량이 5MW급을 주요 대상으로 하였으나, 서남해 해상풍력발전기 시장의 기술 추세에 부합하는 발전 용량 8MW급을 연구 모델로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 서남해 지질 조건에 부합하는 하부구조물을 개발하고, 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 초기 설계안에서 일부 구간을 보강하여 구조 안전성을 확보하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 하부구조물에 대한 구조 안전성 평가가 가능하며, 전문화된 구조 설계 및 평가 기준을 확립하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제47권1호
• /
• pp.58-66
• /
• 2010

Topology design optimization is a method to determine the optimal distribution of material that yields the minimal compliance of structures, satisfying the constraint of allowable material volume. The method is easy to implement and widely used so that it becomes a powerful design tool in various disciplines. In this paper, a large-scale topology design optimization method is developed using the efficient adjoint sensitivity and optimality criteria methods. Parallel computing technique is required for the efficient topology optimization as well as the precise analysis of large-scale problems. Parallelized finite element analysis consists of the domain decomposition and the boundary communication. The preconditioned conjugate gradient method is employed for the analysis of decomposed sub-domains. The developed parallel computing method in topology optimization is utilized to determine the optimal structural layout of human powered vessel.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.41-47
• /
• 2004

선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있는데, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적이다. 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 매로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 할 경우가 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 매, 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지가 된다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적이고 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 설계식이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형 유한요소법을 근간으로 한 해석코드인 ANSYS(7.1)를 사용하여 시리즈해석을 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제78권4호
• /
• pp.473-484
• /
• 2021

Similar to other structures, ultimate strength values showing the maximum load that the structure can resist without damaging has great importance on ships. Therefore, increasing the ultimate strength values will be an important benefit for the structure. Low carbon steels used in ships due to their low cost and good weldability. Improving the ultimate strength values without interfering with the chemical composition to prevent of the weldability properties of these steels would be very beneficial for ships. Grain refinement via severe plastic deformation (SPD) is an essential strengthening mechanism without changing the chemical composition of metallic materials. Among SPD methods, equal channel angular pressing (ECAP) is one of the most commonly used one due to its capacity for achieving bulk ultrafine-grained (UFG) materials. When the literature is examined, it is seen that there is no study about ultimate strength calculation in ships after ECAP. Therefore, the mean purpose of this study is to apply ECAP to a shipbuilding low carbon steel to be able to achieve mechanical properties and investigate the alteration of ship hull girder grillage system's ultimate strength via finite element analysis approach. A fine-grained (FG) microstructure with a mean grain size of 6 ㎛ (initial grain size was 25 ㎛) was after ECAP. This microstructural evolution brought about a considerable increase in strength values. Both yield and tensile strength values increased from 280 MPa and 425 MPa to about 420 MPa and 785 MPa, respectively. This improvement in the strength values reflected a finite element method to determine the ultimate strength of ship hull girder grillage system. As a result of calculations, it was reached significantly higher ultimate strength values (237,876 MPa) compared the non-processed situation (192,986 MPa) on ship hull girder grillage system.

• 한국해양공학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.66-72
• /
• 2011

This is the fourth of a series of companion papers dealing with the mechanical property reductions of various marine structural steels. Even though a reduction of the elastic modulus according to temperature increases has not been obtained from experiments, high temperature experiments from room temperature to $900^{\circ}C$ revealed that initial the yield strength and tensile strength are both seriously degraded. The mechanical properties obtained from high temperature experiments are compared with those from EC3 (Eurocode 3). It is found that the high temperature test results generally comply with the prediction values by EC3. Based on the prediction of EC3, time domain nonlinear finite element analyses were carried out for a blast wall installed on a real FPSO. After applying the reduced mechanical properties, corresponding to $600^{\circ}C$ to the FE model of the blast wall, more than three times the deflections were observed and it was observed that most structural parts experience plastic deformations exceeding the reduced yield strength at the high temperature. It is noted that a protection facility such as PFP (passive fire protection) should be required for structures likely to be directly exposed to fire and explosion accident.