The difference of mooring tension by type of buoy was investigated in the circulating water channel and the wave tank for deducting the most stable buoy from the current and the wave condition. 5 types of buoy made up of short cylinder laid vertically (CL-V), short cylinder laid horizontally (CL-H), capsule (CS), sphere (SP) and long cylinder (CL-L) were used for experiments. A mooring line and a weight were connected with each buoy. A tensile gauge was installed between a mooring line and a weight. All buoy’s mooring tension was measured at the same time for the wave test with periods of 1.5~3.0 sec and wave heights of 0.1~0.3 m, and the current test with flow speeds of 0.2~1.0 m/sec. As a result, the order of tension value in the wave test was CL-H > CL-V > SP > CS > CL-L. In the current test CL-V and CL-H were recorded in the largest tension value, whereas SP has the smallest tension value. So it seems that SP buoy is the most effective in the location affected by fast current. CS is predicted to be suitable for a location that influence of wave is important more than that of current if practical use in the field is considered. And it was found that the difference of mooring tension among buoys in wave is related to the product of the cross sectional area and the drag coefficient for the buoy’s bottom side in high wave height. The factor for the current condition was not found. But it was supposed to be related to complex factors like a dimension and a shape by buoy’s posture to flow.

The sea cage in marine aquaculture might be varied such as on the stability and shape in the open sea by environmental factors. To evaluate the stability of net cage structures in the open sea, the physical and numerical modeling techniques were applied and compared with field observations. This study was carried out to analyse the stability and the volume loss which would have an effect on the fish swimming behavior in the octagonal pillar type fish cage under the open sea. As a results, the volume loss ratio of the fish cage as measured using a depth sensor was indicated a value of the 30.3% under the current velocity (1.1m/s). The fish cage should be consisted of a concrete block with a weight over 10 tons, a mooring rope diameter over 28mm PP, and a shackle of 25mm under the current speed of 1m/sec for reasonable stability.

본 연구에서는 연승 수하식 양식시설의 파랑 중 해조류의 꼬임 현상에 영향을 미치는 연승줄의 간격, 계류 블록의 이동에 따른 양식장 형상변화 등을 수리모형실험을 통해 검토하고자 하였다. 실험결과로부터 해조류의 꼬임현상은 연승간격이 감소함에 따라 낮은 파고에서도 발생하였으며, 연승줄 간격이 클수록 보다 큰 파랑조건에서도 해조류 꼬임현상이 발생하지 않는 안정한 상태를 유지하였다. 이는 해조류의 꼬임 현상은 연승간격에 민감하게 영향을 받음을 나타낸다. 또한 블록 중량 및 주기가 길어짐에 따라 전체적으로 계류블록이 이동하기 시작한 임계파고가 커지는 경향을 나타내었다. 입사파랑 조건과 계류 블록 중량을 달리한 실험결과로부터 전면 블록 중량이 3.0 ton에서 8.0 ton으로 증가함에 따라 안정성이 크게 확보되는 결과를, 반대로 후면에서는 블록의 거동이 거의 발생하지 않았다. 이때 전면 계류삭의 최대 장력은 약 3.0 ton/m을 나타내었다.

이 연구에서는 상용코드(AQWA)를 이용하여 규칙파 중 8점 계류 중인 플로팅 도크의 계류 장력과 운동응답특성을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 수심 10 m 연안환경(파 진폭 1.05 m, 파주기 3.85 sec, 풍속 20.21 m/s, 풍향 및 조류방향 90˚, 입사파 χ=180˚, 135˚ 및 90˚ 조건에서 수치 해를 적용하였다. 해석모델은 길이 140 m, 폭 32 m 및 높이 14.6 m의 강구조물로 현수선의 길이는 최대 120 m를 적용하였다. 해석결과 상하동요와 종동요는 선수파 보다 횡파에서 크게 나타났으며 계류 장력도 횡파와 풍하중에 의해 크게 작용하였다.

최근 해양레저에 대한 관심이 높아지면서 요트의 이용과 구매에 대한 관심이 증가됨에 따라 수상 또는 해상의 부유식 구조물이 필요하게 되었으며, 이에 따라 부유식 구조물을 계류하는 방식으로 수중 지반에 커다란 중량 콘크리트 블록을 설치하고 계류삭을 어느 정도 느슨하게 연결하여 계류하는 방식을 사용하고 있다. 하지만 수위차가 나거나 흐름이 있는 곳에서는 부유식구조물 자체가 위치제어가 안되므로, 한곳에 일정하게 머물게 하기 위해서 긴장계류장치(tens

2010년 1월부터 발효된 국토해양부의 해상교통안전진단 시행지침에 따라 신설되는 부두 등에 대해서는 계류안전성 평가를 수행하도록 되어있다. 계류안전성 평가 초기 환경 외력 설정 결과가, 최종적인 계류안전성 평가 결과에 어떠한 영향을 미치는지를, 각각 의 환경조건을 변화시키면서 검토하였다. Pre-Tension 및 파랑주기, 조류의 방향, 조위 변화 등에 대하여 계류삭에 작용하는 장력 및 QRH(Bollard)의 작용력, Fender의 최대 반력 변화 등의 민감도 분석을 수행하여 계류안전성 최종 결과에 미치는 영향을 검토하였다.

This study shows that the vertical migration speed of sound scattering layers (SSLs), which is distributed in near Funka Bay, were measured by 3D velocity components acquired from a bottom moorng ADCP. While the bottom mooring type has a problem to measure the velocity vectors of sound scattering layer distributed near to surface, both the continuous vertical migration patterns and variability of backscatterers were routinely investigated as well. In addition, the velocity vectors were compared with the vertical migration velocity estimated from echograms of Mean Volume Backscattering Strength, and estimated to produce observational bias due to SSLs which is composed of backscatterers such as euphausiids, nekton, and fishes have swimming ability.

The expansion of near shore aquaculture is feasibility of moving aquaculture facilities into the open ocean. Numerical modeling technique using finite element method was used to enable the optimum design and evaluation of submersible aquaculture cage system. The characteristics of mooring loads response in mooring lines under waves and current and their response amplitude operators were calculated for single and three point mooring configuration at the surface condition and submerged one. The static mooring loads without wave and current loading were similar for both the surface and submerged configuration. It was calculated that three point mooring was more adequate than single point mooring for the mooring configuration of submersible aquaculture cage system. The wave induced response amplitude operators for the single point mooring configuration with the influence of currents were identical to those without the influence of currents.

VLCC SPM 작업이 주로 이루어지는 외해에서는 기상상태 및 파랑 영향을 많이 받고 있다. 기상악화로 인한 비상 이안시에는 강한 바람과 높은 파고로 도선사의 승선이 불가능하고 예인선을 사용할 수 없는 경우가 대부분이다. 현재 울산항에서는 기상악화로 인한 VLCC의 SPM 비상이안이 빈발하고 있으며, 신항만 건설로 SPM 주위에 방파제가 건설됨에 따라 SPM 이안 선박의 조종영역 기준을 제시할 필요성이 대두되고 있다. 현재 우리나라에는 SPM 설치 기준이 없으며, 외국의 설치기준을 참조하고 있지만, 이 기준들이 일관성 및 근거가 부족한 실정이다. 따라서 울산항의 SPM 비상이안 선박들의 조종영역 실태를 AIS 항해 테이터를 이용하여 파악하고 선박의 조종영역 기준을 제안하고자 한다.

침하식 가두리 시설의 안정성 평가를 위한 기초 단계로서 일방향 규칙파 중 2점 계류된 원통형 부체를 대상으로 부설 수심의 변화에 따른 부체의 동적 거동 및 계류삭에 작용하는 장력 산정에 관한 수치 계산을 수행하였다. 수치 계산 결과, 수면 상에 설치된 부체를 수면 아래의 약 1/2되는 수층까지 침하 시킨 경우 그것은 동적 거동과 파력은 초기 상태에 비해 각각 최대 50%와 77%까지 감소되어 시설물을 수중으로 침하 시키면 그것의 안정성 유지에 매우 효과적임을 확인할 수 있었다. 또한 부체의 전 후단 변위 및 계류삭에 작용하는 장력의 최대치는 부체의 고유 주기의 영향으로 인해 그것은 길이 d 에 대한 파장 λ의 비 즉, d/λ가 약 0.66에서 나타났으며, 이와 같은 현상은 기존 수리 모형실험 결과와 비교적 잘 일치하였다. 그러나 본 수치 계산의 신뢰성 확인을 위해서는 수리 모형실험을 통해 부체의 고유 주기와 작용 파고에 대한 전 후단 변위 등에 대한 충분한 검토가 요구된다.

계류돌핀의 강관말뚝식 하부구조에 대한 실용적 설계최적화 과정을 제시하고, 수치 예를 통하여 유용성을 평가하였다. 유한차원 최적설계 문제의 정식화에서, 말뚝들을 몇 개의 그룹으로 구분하여 이들의 기하학적 위상과 단면의 치수를 설계변수로 활용하였다. 설계목적함수는 말뚝의 총 중량이며, 설계제약조건은 응력과 근입 깊이, 설계변수의 상한과 하한 등이다. 설계변수의 연계와 고정을 통해 몇 가지의 실용적 설계 대안을 검토하였다. 최적화 프로그램으로는, 순차2차계획법(SQP)을 사용하고 또 쉽게 얻을 수 있는 PLBA 및 IMSL 라이브러리의 DNCONF서브루틴을 이용하였다. 수치예제의 돌핀은 20개의 강관말뚝으로 하부구조를 형성하며, 이중 4개는 연직말뚝이고 16개는 경사말뚝이다. 다양한 대안 설계에서 성공적으로 최적해를 얻었으며, 실용적인 최적 설계과정 임을 확인할 수 있었다.

To develop a new fish cage which is required for offshore or moving cage culturing system has been gradually increased against being closely dense of fish cage in shallow water. Though submersible fish cage culturing system is essential technology for converting from shallow water into the offshore, it was pointed out the serious problem about stability of which are sinking and floating state. This study is presented conceptual design of submersible fish cage centered with a mooring steel pile to acquire stability and faculty. Design of mooring steel pile for submersible fish cage culturing system needs to carry out optimal design of mooring steel pile for which much efforts are required. Formulation and optimal design process of submersible fish cage are organized into using Sequential Quadratic Programming method of numerical optimization. For submersible fish cage system centered with a mooring steel pile, process of the optimal design is proposed and the optimal solutions are obtained

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.

Underwater architecture in providing a comfortable living space underwater is mandated to survive prevailing environmental loads, especially hydrostatic ambient water pressure exerted on the structure of individual habitat hulls at depth and hydrodynamic fluctuation of external forces that perturb the postural equilibrium and mooring stability of the underwater housing system, for which the design including the hull shape and mooring system constraint the responses. In this study, the postural stability of a proposed underwater floating housing system with three vertically connected ellipsoidal-shape habitat hulls of different sizes are theorized and calculated for hydrostatic stability, using MATLAB in the volumetric integration of a hull and the weight of operational loads under assumed scenarios. The assumptions made in the numerical method to estimate the stability of the habitat system include the fixed weight of the hulls, and their adjustable loads within operational limits for the set meteorological oceanic conditions. The purpose of this study was to numerically manipulate a) The buoyancy and b) The adjusted center of mass of the system within the range of designed external and internal load changes, by which the effective mooring system capability and postural equilibrium requirements were argued with the quantitative analysis.

With the recent increase in the volume of liquid cargo transportation, there is a need for STS( Ship To Ship) globally. In the case of the STS mooring, the safety assessment should be conducted according to other criteria because mooring is different from the general mooring at the quay, but there is no separate standard in Korea. Thus in this study, STS mooring simulation and sensitivity analysis using OPTIMOOR program, the numerical analysis program, was conducted to identify the characteristics of the STS mooring. The target sea modeled the Yeosu port anchorage in Korea and the target ship was selected as the case of VLCC (Very Large Crude Oil Carrier)-VLCC. Through the numerical simulation and sensitivity analysis, the characteristics of STS mooring were identified. Also based on these results, we focused on establishing the standard for STS mooring safety assessment. Numerical simulation results show that the STS mooring safety can be changed according to a ship's cargo loading condition, pre-tension of mooring line, sea depth, encounter angle with the weather, and the weather condition. Additionally, the risk matrix is prepared to establish the safe external force range in the corresponding sea area. This result can be used to understand the mooring characteristics of STS and contribute to the revision of mooring safety assessment criteria.

계선주는 선박이 계류삭을 고박함으로써 항만의 부두에 계류를 시행할 수 있도록 하는 필수적인 항만의 시설물로서, 부두에 설치 되는 계선주는 국내의 항만 및 어항설계기준에서 제시하는 설치 규모와 개수, 재질 및 배치 형상에 따라 설치되고 있다. 그러나 우리나라에서는 선박의 접안 안전성 확보를 위한 계선주의 사용을 위한 관리 기준이 마련되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 선박이 부두에 접안 중 계선 주에 작용하는 견인력을 포함한 계선주 관련 설계기준을 조사하고, 국내에 현재 설치되는 계선주의 규격별 상세 제원 조사를 토대로 견인력에 따른 선박의 접안 안전성 확보를 위한 계선주의 성능을 분석하였다. 계선주 성능 분석은 견인력에 따른 작용력을 수평방향과 수직방향으로 나누어 각각의 작용력에 의해 계선주에 작용하는 각각의 응력으로 구분하여 평가하였다. 국내 계선주에 대한 성능 평가를 위해 상세 제원 조사 결과를 바탕으로 한계 강도 245Mpa을 산출하고 각각의 응력과 비교하여 적정성 평가를 시행하고 한계 성능에 도달하는 제원을 산출하였으며 산출 결과 현재 국내에 설치되는 계선주에 규격별 견인력에 따른 작용 응력은 최소 150Mpa 이하로 산출되어 한계 강도의 60% 수준으로 성능을 만족한 것으로 평가되었다. 향후 이러한 계선주 상세 제원에 따른 성능 평가 방법은 계선주 제원에 따른 부두에 접안하는 선박에 대한 계선주의 적정성 및 사용에 따른 계선주 상세 제원 변화에 대한 관리 기준 개발에도 활용될 것으로 기대된다.

선박이 계류삭을 이용하여 부두에 접안하는 경우, 과도한 선박 속력은 계류삭이 절단되는 사고를 야기할 수 있다. 이러한 계류삭의 파단 사고를 방지하기 위해서는 계류삭 파단 방지에 선박의 한계치 접안 속력을 알아야 한다. 본 연구의 목적은 계류삭 파단을 방지하기 위한 선박의 한계치 접안 속력 추정에 있다. 본 연구의 핵심은 선박의 속력을 모르는 경우 선박제원과 계류삭 제원을 이용하여 접안 시 한계치 접근 속력을 추정하는 방법이다. 본 연구에서는 선체저항과 계류삭의 탄성력 등에 관한 이론을 바탕으로 한계치 접안 속력의 추정 방법과 절차를 제안하였다. 135K LNG 선박과 IWRC, 6×36의 강선 계류삭을 대상으로 한계치 접안 속력을 추정한 결과, 추정한 접안 속력으로 접안하는 경우 계류삭이 파단이 되지 않는 것으로 분석되어 제안한 방법이 유효함을 알았다. 본 연구에서 제안한 방법은 실제 선박에서 계류삭 파단을 방지하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.