본 연구는 DNVGL-CG-0127 및 통합공통구조규칙(H-CSR)이 적용된 유한요소해석(FEA)을 통해 검증된, 기존 드라이도킹의 지 속 가능한 대안으로서 안벽 부유식 구조 보수의 타당성을 연구하였다. 정수압 하중을 받는 75K 제품 운반선의 전역 및 국소 거동을 시뮬레이션하여, 보수가 필요한 무시할 수 있는 변위 변화(<1%, 12.3mm~12.4mm)와 von-Mises 응력(26.4MPa, 허용 한계값 188MPa의 14%) 에서, 구조적 무결성을 확인했다. 최적화된 보수 설계는 고강도 해양 등급 강재(예: AH36)와 하위 모델링 기법을 활용하여 Saint-Venant 의 원리와 선형 탄성 가정을 준수하면서 기하학적 불연속점의 응력 집중을 해결하였다. 선급 지침을 준수하면 유체역학적 안정성과 하 중 경로 충실도가 보장되어 선박 운항 중단을 최소화할 수 있습니다. 본 연구 결과는 비용 효율적이고 시간 효율적인 유지보수로의 패 러다임 전환을 보여주며, 기존 방식 대비 가동 중단 시간을 최대 30% 단축합니다. 향후 추진 방향에는 동적 하중 하의 피로 분석, AI 기반 최적화, 그리고 실시간 구조 건전성 모니터링을 위한 디지털 트윈 통합이 포함되며, 이는 해양 탈탄소화 및 운영 민첩성 목표 달 성에 부합한다. 본 연구는 노후화된 선박의 성능 개선을 위한 확장 가능한 프레임워크를 제공하며, 계산 정밀도와 지속가능성에 대한 업계의 요구를 충족한다.

This study established the feasibility of quay-floating structural repairs as a sustainable alternative to traditional dry-docking. Finite element analyses (FEAs), compliant with DNVGL-CG-0127 and Harmonized Common Structural Rules (H-CSR), were employed for validation. Global and localized behaviors of a 75,000 DWT product carrier under hydrostatic loads were simulated. The results demonstrate that repairs induce negligible displacement variances (<1%, 12.3–12.4 mm) and von-Mises stresses (26.4 MPa, 14% of the 188 MPa allowable threshold), thus confirming structural integrity under floating conditions. The optimized repair design leverages high-strength marine-grade steels (e.g., AH36) and sub-modeling techniques to address stress concentrations at geometric discontinuities, in accordance with Saint-Venant’s principle and linear elastic assumptions. Compliance with class guidelines ensures hydrodynamic stability and load-path fidelity, minimizing disruptions to vessel operations. The findings highlight a paradigm shift toward cost-effective, time-efficient maintenance, which reduces downtime by up to 30% compared to conventional methods. Future research directions include fatigue analysis under dynamic loads, AI-driven optimization, and digital twin integration for real-time structural health monitoring, aligning with maritime decarbonization and operational agility goals. This study provides a scalable framework for retrofitting aging fleets, bridging computational precision with industry demands for sustainability.

Abstract
요 약
1. Introduction
2. Product Carrier Design
    2.1 Main components and specifications
3. FE-analysis and results
    3.1 FE-modeling and constraint condition
    3.2 Methodology
    3.3 Strength analysis results
4. Conclusions and future works
References

• Young-Cheon Kim(Professor, Department of Mechatronics Engineering, Jeju Tourism University Jeju 63063, Korea) | 김영천 (제주관광대학교 메카트로닉스과 교수)
• Kwang-cheol Seo(Professor, Department of Naval Architecture & Ocean Engineering, Mokpo National Maritime University, 58628, Korea) | 서광철 (국립목포해양대학교 조선해양공학과 교수)
• Joo-Shin Park(Group manager, Ship and Offshore Research Institutes, Samsung Heavy Industries, Geoje 53261, Korea) | 박주신 (삼성중공업 조선해양연구소 그룹장) Corresponding author