• 수산해양기술연구
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• 제32권2호
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• pp.132-147
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• 1996

The optimal design of floating type fisheries facilities in the open sea is demanded considering with the severe hydrodynamic forces on floating body, mooring tension and holding force of anchor. For conserving the facilities in most effective state, design and selection of anchor system is one of the most important fundamental subject. To enhance the design procedure of anchor system the holding forces of anchor are investigated by the hydraulic model test and are compared with the typical conventional results for various anchors. Applicability of previous estimation methods of holding force are checked and holding mechanism of anchor is discussed. Using the results a new computational concept of holding force is suggested considering mainly the effects of passive soil pressure (resistance), steady soil pressure, and surface friction etc. The new estimation method is proved as a feasible one by comparing the results of hydraulic model experiments. Applicability of various anchors to the anchor system on open sea fisheries structures is comprehensively reviewed using the present model tests and previous study results in the viewpoint of economy, construction and stability etc. Using the results, fundamental anchoring system design procedures are suggested to apply huge marine ranching complex with increase of the holding capacity of anchor under the optimum cost.

• 한국해양공학회지
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• 제15권2호
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• pp.22-32
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• 2001

The numerical investigation of obliquely incident wave interactions with fully submerged dual buoy/porous-membrane floating breakwaters placed in parallel with spacing is studied based on linear potential theory and Darcy's law. The numerical solutions are obtained by using a discrete-membrane dynamic model and second-kind modified Bessel function distribution over the entire boundaries of fluid regions. First, numerical solutions for an idealized dual submerged system without buoys are obtained. Second, a more practical dual submerged system with membrane tension provided by buoys at its tops is investigated by the multi-domain boundary element method particularly devised for dual buoy/porous-membrane problems with gaps. The velocity potentials of wave motion are coupled with porous-membrane deformation, and solved simultaneously since the boundary condition on porous-membrane is not known in advance. The effects of varying permeability on membranes and wave characteristics are discussed for the optimum design parameters of systems previously studied. The inclusion of permeability on membrane eliminates the resonances that aggravate the breakwater performance. The system is highly efficient when waves generated by the buoys and membranes were mutually canceled and its energy at resonance frequency dissipates through fine pores on membranes.

• 한국해양공학회지
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• 제29권2호
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• pp.135-142
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• 2015

The float over method is the most preferred method for installing heavy topside onto a jacket platform. A very complex platform with multiple jacket structures on a specific field requires multiple installation procedures. This study validated the installation of two topsides using a single installation barge to reduce the operation and installation cost. The hydrodynamic properties of the installation barge during the installation of two topsides were calculated. The tension and fender forces during docking were investigated to show the validity of the proposed dual topside installation method. In conclusion, the operational safety of the proposed procedure was validated through the calculation of the motion of the installation vessel and loads on the jacket legs.

• 대한조선학회지
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• 제21권3호
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• pp.43-50
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• 1984

A body form, which experiences minimum vertical wave-exciting forces in the vicinity of a prescribed wave frequency in water of finite depth, is obtained by an approximate method. Its configuration has the symmetry with respect to the vertical axis, expressed in terms of exponential functions. By distributing three-dimensional pulsating sources and dipoles on the immersed surface of the body, a velocity potential is determined and subsequently hydrodynamic forces including the 2nd-order time-mean drift forces are calculated. The dynamic behavior of the body moored in irregular waves is investigated numerically by using central difference method. Hereby irregular wave trains are simulated with examining its repeatability by comparing the resulting spectrum with original one. Numerical results indicated that the body form obtained from the present analysis possesses in general a favorable hydrodynamic characteristics in comparison with a spherical buoy and that the maximum excursion of the body can be significantly reduced by setting pre-tension of an appropriate amount in the mooring cable.

• 대한조선학회지
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• 제24권2호
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• pp.29-35
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• 1987

As offshore activities move into deeper ocean, conventional fixed-base platforms drastically increase in size and cost, One of alternatives available is a guyed tower, in which environmental loads are supported by guylines instead of structural members. The guying system of the guyed tower is designed on one hand to be stiff enough to limit the structural displacement in normal operations, but on the other hand to be soft enough to permit large slow sways during the presence of design-level storms. This compliancy provides an efficient means of withstanding harsh environment so that the disproportionate increase in size of deep water platforms can be kept to a rational limit. Novel configurations contain always some degrees of potential risks mainly due to the lack of experience. The most critical hazard inherent to a guyed tower may be the pullout of anchor piles. Once it happens, the guyline fails to function and it may eventually lead to the total collapse of the system. It is the aim of this paper to discuss and quantify the anchor-pullout risk of a guyed tower. A stochastic analysis is made for evaluating the first-upcrossing probability of the tension acting on anchor piles over the uplift capacity. Nonlinearities involved in the mooring stiffness and hydrodynamics are taken into account by using time-domain analysis. A simplified two dimensional dynamic model is developed to exemplify the underlying concept. Real hurricane data in the Gulf of Mexico spanning over 70 years are incorporated in a numerical example of which result clearly indicates highly potential risk of anchor pullout.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.401-410
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• 2017

본 연구에서는 긴장재로 계류된 해중 터널에서 긴장재의 느슨해짐에 따른 동적 불안정 거동에 대해 다룬다. 해중 터널의 설계는 파랑 및 조류 등 유체력에 의해 지배받는다. 특히 시간에 따라 지속적으로 크기 및 작용방향이 변하는 파랑은 해중 터널의 동적 거동을 직접적으로 야기하게 되는데, 파랑에 의한 부유 튜브의 운동은 계류선 내력의 동적 변동을 유발하게 되고, 이 힘의 변화는 계류선의 강도설계 뿐 만 아니라 피로 설계에도 직접적인 영향을 미친다. 파랑에 의한 터널의 운동이 극심할 경우, 계류선의 장력은 모두 소실될 수 있는데, 이 때 계류선이 느슨해짐에 따라 일시적으로 부유 터널의 운동에 대한 저항성이 사라져 동적 불안정 거동이 유발 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 유체-구조동역학 해석기법을 통해 해중 터널 긴장재의 느슨해짐 발생 시 부유 튜브의 동적 불안정 거동에 대해 분석하였다. 특히 해중터널의 중요 설계 인자인 흘수, 부력-자중 비율(Buoyancy-Weight Ratio, BWR), 긴장재 기울임이 동적 불안정 거동에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제1권1호
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• pp.93-101
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• 1989

본 논문에서는 가이드 타워, 텐션 레그 프랫폼, 무어링 부이, 해저 케이블, 사장교, 현수교, 케이블 루프 등과 같은 해상 및 육상 구조물의 유한요소 모델에 사용하기 위한 기하학적 비선형 케이블 요소를 연구 제시하였으며, 케이블 요소는 평면내에서 임의의 하중과 기하형상을 갖는 케이블에 대한 탄성현수 케이블 이론으로부터의 적합방정식과 연성행렬을 직접 이용하여 유도하였다. 또한, 유도된 케이블 유한요소에 근거하여, 케이블 부재를 사용하는 구조물들의 유한요소 해석을 위해 전산 프로그램을 개발하였으며, 시간영역 동적 해석을 위해 뉴마크-베타의 직접적분법을 사용하였고, 각 시간간격에서의 비선형 평형방정식 및 적합방정식을 풀기 위한 방법으로서 뉴톤-랩슨의 반복법을 사용하였다. 이상과 같이 개발된 전산 프로그램을 이용하여 케이블 부재에 대한 정적 및 동적 해석을 수행한 후 그 결과를 분석ㆍ고찰하여 보았다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권3호
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• pp.137-151
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• 1991

영역별로 속도포텐셜을 정의하고 부방파제 측면의 가상 경계에서 유체운동의 질량속과 운동량속의 연속조건으로부터 미지계수를 구하는 속도포텐셜 접속법을 이용하여 천해역에 기인장의 상태로 계유된 직사각형 부방파제의 운동을 해석하였다. 본 방법에서는 정도 등(1972)이 수중계유물제 운동해석시 사용한 방법을 부유체 계유로 수정하여 전체유체영역을 입사파 영역, 투과파 영역 및 부방파제 저면 영역의 3개 부영역으로 구분하였다. 또한, 전도 등(1972)이 무시한 기인장된 계유라인에 의한 복원력을 선형 스프링으로 모형화하였다. 본 방법을 수리모형실험 결과와 비교ㆍ분석한 결과 정확도가 향상되었으며, 이를 이용하여 부방파제의 흘수 및 폭의 변화에 따른 발파 성능을 조사하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권2호
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• pp.81-90
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• 2017

The 1MW OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) platform was designed for application in equatorial seas. In this study, the OTEC platform was investigated using numerical and experimental methods. An octagon-shaped OTEC platform was investigated using the Ocean Engineering Basin of KRISO. These experiments included various tests of regular waves, irregular waves and irregular waves with current (wave+current). The responses of the platform in regular waves showed good agreement between the numerical and experimental results, including the motion RAO, wave run up, and mean drift force. The peak period of heave and pitch motions were observed around 0.5 rad/s, and the effect of the total reflection was found under short wave conditions. The standard deviation (STD) of the platform motion was checked in irregular waves of equatorial and Hawaiian seas. The STD of the pitch was less than $4^{\circ}$ different from the operability requirement under equatorial conditions and the surge STD of the wave frequency showed good agreement between the numerical and experimental results. The STD values of the surge and pitch were increased 66.6% and 92.8% by the current effects in irregular waves, but the pitch STD was less than $4^{\circ}$ under equatorial conditions. This study showed that the STD of the surge was affected by spring effects. Thus, the watch circle of the platform and tension of the mooring lines must be evaluated for a specific design in the future.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.194-202
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• 2016

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 초기 개념설계를 위해 유한요소해석 기반 위상 최적화를 검토하였다. 실제 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화를 수행하기 전에 단순화된 구조설계 문제를 이용하여 효율적인 위상최적화 이론을 확인하고자 밀도법과 균질화설계법의 두 가지 위상최적화 이론을 적용하였다. 단순화된 설계 문제의 결과로부터 균질화설계법 이론을 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 위상최적화에 적용하였다. 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 개념설계를 위해서 유한요소해석 모델을 생성하고 설치해역의 해양환경하중을 고려하여 구조해석을 수행하였다. 설계파 및 조류와 같은 해양환경하중으로부터 기인하는 플랫폼 상의 압력과 계류삭의 인장력을 산출하기 위하여 동수력학 해석을 수행하였다. 구조해석을 위한 하중조건은 부유체 동수력학 해석으로부터의 결과와 파력-풍력 복합발전 시스템 중량을 고려하였고, 경계조건은 관성제거법을 사용하여 구현하였다. 밀도법 기반 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화 결과로부터 개념설계 단계에서 주요 구조부재의 배치방안을 제시하였다. 본 연구결과로부터 위상최적화는 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템과 같은 새로운 형식의 해양구조물 개발에 있어서 주요 구조부재 배치의 개념설계에 대해 유용한 설계도구임을 확인하였다.