본 연구에서는 환경, 재료 물성 및 제작 등에서의 불확실성을 고려하여 130m급 고정식 해양구조물의 신뢰성 기반 최적설계를 수행 하였다. 구조물의 구조건전성을 엄밀하게 반영하기 위해 작용 및 허용 응력의 비인 UC 값을 신뢰성 해석 및 신뢰성 기반 최적설계의 제약조건으로 고려하였다. 해양구조물의 제작비용을 저감하기 위해 자켓형 지지구조물의 중량을 최소화하였다. 불확실성의 통계적 특성은 문헌 등을 참고하여 관측되거나 측정된 데이터를 기반으로 정의하였다. 자켓형 해양구조물의 신뢰성 해석과 신뢰 기반 최적 설계는 부재 수가 많아 계산 부담이 큼으로 문제의 차원을 축소하기 위해 응답의 중요성을 기준으로 설계변수를 선별할 수 있는 방법 을 제안한다. 또한 효율적인 계산을 위해 신뢰성 기반 최적설계를 수행하기 전 결정론적 최적설계를 먼저 수행하였다. 마지막으로, 도 출된 최적설계(안)을 기존 각 급 규정 기반 설계와 안전성 및 경제성 측면에서 비교 분석하였다.

LMU(Leg Mating Unit)는 해양구조물의 플로트오버 실치에서 활용되는 장비 중 하나로 충격을 흡수하는 부분과 결합부로 구성된다. 본 연구에서는 최적설계를 통해 부유식 해양구조물의 플로트오버 설치용 LMU의 성능을 개선하여 설계 요구 조건을 만족하는 설계를 개발하였다. 초기설계는 고정식 해양구조물의 플로트오버 설치용으로 개발된 것의 제원을 참조하였으며, 초탄성재료의 거동을 표현하기 위해 Mooney-Rivlin 모델을 활용하였다. 설계민감도해석 결과를 바탕으로 중요도에 따라 설계 변수들을 선별하였고, 진화 알고리듬 기반 최적설계를 수행하였다. 최적설계 문제에서 목적함수는 LMU의 중량이며, 제약 조건은 LMU에 작용하는 최대 폰-미세스 응력과 LMU의 성능을 평가할 수 있는 반발력이다.

In this paper, for a seismic analysis of an offshore subsea manifold, Response Spectrum Analysis(RSA) and Time History Analysis(THA) were conducted under a various analysis conditions. Response spectrum and seismic design procedure have followed ISO19901-2 code. In case of THA, The response spectrum were converted into artificial earthquake history and both of Explicit and Implicit solvers were used to examine the characteristics of seismic analysis. For the verification, Various seismic analysis methods were applied on a single degree of freedom beam model and a simplified model of the actual manifold. The difference between the results of RSA and THA on the simplified manyfold model evaluated for the analysis of the actual manifold. Because THA is impossible in case of real complex structure such as a manifold, Safety of the actual manifold structure was accessed by using the RSA and the difference between the results of RSA and THA from the simplified model.

가스폭발은 해양플랜트 산업에서 발생할 수 있는 치명적인 사고 중 하나이며, 탑사이드 플랫폼은 폭발압력에 따른 구조건전성을 확보해야만 한다. 따라서, 해양플랜트 분야에서는 이러한 폭발사고에 대비한 방폭설계에 관한 많은 연구가 수행되었지만, 여전히 추가적으로 세밀한 분석이 더 필요한 실정이다. 폭발 설계하중 계산과정에서 도출된 충격량은 CFD 해석결과로 계측된 폭발 압력 응답에서의 곡선 아래 면적의 절대 값에 의해 결정되어 진다. 하지만 가스폭발에서의 부압구간은 TNT 폭발이나 가스폭발과는 달리 상당부분 존재한다. 본 연구의 목표는 이러한 부압구간이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대해서 분석하는 것이다. 따라서 방폭설계가 필수적으로 요구되어지는 FPSO 탑사이드의 방화벽을 폭발하중에 따른 구조응답을 분석하기 위한 대상물로 선정하였다. 폭발 하중-시간이력 데이터는 FLACS를 이용한 폭발 시뮬레이션 과정을 통해 획득하였으며, LS-DYNA는 비선형 과도 응답해석을 위해 사용되었다.

IT기술의 발전에 따른 각종 산업에서의 유비쿼터스 도입이 이루어지고 있다 특히 자동차 산업에서 유비쿼터스 환경 도입을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, BMW의 경우 유비쿼터스 환경 기반의 운전자지원시스템을 연구한바 있다. 조선산업에서 유비쿼터스 환경을 구축하고자 유비쿼터스 기반의 혼합현실을 제시한다. 혼합현실은 현실과 가상이 융합된 환경으로 현실에 기반을 두었을 때 증강현실이라고 하며, 이것은 현실세계에 가상의 물체를 오버랩하여 보여줌으로써 보다 현실감을 높여주는 기술이다. 따라서 본 논문에서는 해양구조물에서의 효과적인 검자 지원을 위하여 증강현실 기술을 활용하였으며 프로토 타입을 구축해 봄으로 그 활용 가능성을 판단해 보고자 한다.

해양구조물에서 많이 사용되는 K-Joint는 그 구조특성으로 인해 응력집중이 발생하며 최적 설계를 위한 가이드라인제시가 요구된다. 형상특성에 따른 응력집중 현상이 다르게 발생함으로 형상을 결정하는 각종 변수인 의 변화에 따른 조인트의 응력변화를 분석하였다. 수치적인 패라메트릭 연구를 통해 응력 변화 특성을 제시하였고 주요 요소에 따른 최대 응력값도 나타내었고 수치해석 결과를 실험값과 비교하였다.

해양계선시스템(offshore mooring system)의 거동을 구분적선형시스템(piecewise-linear system)을 이용하여 분석하였다. 계선시스템의 복원력을 유도하고 거기에 상응하는 근사치 구분적선형시스템의 복원력을 구하여 두 시스템의 복원력을 비교하였다. 다양한 파력 하에서의 계선시스템의 응답거동을 분석하였다. 시스템의 비선형정도 및 매개변수의 영향에 대하여 집중적으로 연구하였다. 시스템의 응답거동의 특성은 포인케어맵(Poincare map)을 통하여 확인하였다. 구분적선형시스템을 이용하여 분석한 결과, 계선시스템은 일반 조화, 열조화 및 복잡한 비선형거동인 chaos를 포함한 다양한 응답거동을 갖음을 알아냈다. 여러 값의 매개변수를 적용하여 시스템의 응답거동에 미치는 영향을 알아냈으며, 매개변수지도를 통하여 응답거동의 영역을 확인하였다.

해양 가이드 타워를 대상으로 하여 지진하중에 대한 심해용 구조물의 비정상 거동해법에 대하여 연구하였다. 지반운동의 비정상 특성을 정상과정 성분에 시간포락함수가 곱해진 형태로 모형화하였으며, 구조물의 비정상 거동은 시간종속 분산함수로 구하였다. 지진의 시간포락함수와 정상과정 성분의 자기상관함수를 지수함수로 수식화하여 나타냄으로써, 구조물 거동의 시간종속 분산값을 해석적인 방법으로 구할 수 있는 기법을 개발하였다. 시간에 따른 거동의 분산값을 기본자료로 하여 지진의 발생기간 동안 예상되는 최대거동을 구하였으며, 이 값을 구조물 거동을 정상과정으로 가정하여 산정한 결과와 비교 분석하였다.

본 논문에서는 해양구조물에 작용되는 파력을 산정하고 구조 불 유동의 상호작용올 해석하기 위하여 유통장을 유한요소법으로 모형화하여 해석할 때에， 효과적으로 적용될 수 있는 유체의 3차원 무한요소를 개발하였다 유동의 수식화는 선형파동이론에 근기하였고， 구조물의 크기가 비교적 큰 경우를 대상으로 함으로써 유통의 관성력항이 지배적이 므 로， 점성저항력의 영향을 무시하였다. 유동의 지배방정식이 속도포 텐셜에 대한 라플라스 방정식으로 주어지고， 구조물의 표면， 수연 빛 해저면을 경계로 하여， 수평방향으로 논 무한대로 펼쳐진 영역에서 정의된 문 제를 효과적으로 해석하기 위하여， 두 종류의 유동요소를 개발하였 다. 하나는 무 한원방향으로 방사되는 파를 모형화 하기위한 무한 요소이며， 다른 하나는 심해조건에서 유용하게 적용될 수 있는 가상바닥경계요소이다 본 연구에서 제안한 유통요소뜰 의 유용성과 효융성은 여러가지의 부 유식 해양구조물에 대한 예제해석올 통하여 입증하였다 같은 예제에 대하여 다른 방볍으로 해석한 타 문 현상의 결과와 비교할 때， 본 연구에서 개발한 유동요소를 사용한 방볍이 매우 좋은 결과를 줌올 얄 수 있었다

해양가이드-타워에 관하여 폭풍 발생시, 계류장치 고정말뚝의 파괴를 주안점으로 한 신뢰도해석 방법에 대하여 연구하였다. 말뚝의 파괴는 최대하중에 대한 것과 반복하중에 대한 것의 두가지 조건을 고려하였다. 최대하중으로 인한 파괴확률은 최초발생확률의 산정방법을 사용하였다. 반면, 반복하중으로 인한 파괴확률은 점토층에 타설된 말뚝에 대한 피로곡선을 바탕으로하여 구하였다. 불규칙파랑에 대한 구조물의 동적해석은 비선형문제의 선형화를 통한 주파수영역 해석으로부터 효율적으로 수행되었다. 수치해석결과, 말뚝지지력의 평균 안전도가 낮고 이의 분산계수가 클수록, 반복하중으로 인한 파괴확률이 최대하중으로 인한 파괴확률과 같은 수준으로 커짐을 알 수 있었다.