최근 이상적인 자연현상으로 인해 돌풍, 태풍 및 쓰나미 등 비상상황이 자주 발생하고 있고, 이로 인해 항내 계류선박은 선체거동을 미리 예측하여 해석하고, 선체거동을 제어하지 못해 계류선박의 계류시스템이 손상되면 해양사고가 발생할 수 있다. 따라서 계류시스템의 손상이 예상되는 경우 정량적 판단에 의해 항내 계류할 것인지 아니면 항외로 피항할 것인지 결정할 필요가 있다. 본 연구에서는 외력에 의한 계류선박의 거동해석 및 계류시스템 제어를 위해 대학내 전용 부두에 계류중인 실습선을 대상으로 계류안전성을 평가하였다. 계류삭의 최대장력을 분석한 결과, 파주기 12초 및 15초인 경우에는 대부분 허용강도(S.W.L)를 초과하는 것으로 분석되었다. 계선주에 작용하는 최대견인력을 분석한 결과, 해당 위치에 설치된 지 노후화된 소형 계선주에 다수의 계류삭을 체결함으로서 모든 평가 Case에서 계선주 허용규격인 35톤을 초과하는 것으로 분석되었다. 선체동요 및 하역안전성 평가결과 파주기 12초 이상 및 풍속 25노트 조건에서는 Surge 운동의 한계값인 3.0미터를 초과하는 것으로 분석되었다. 그 결과를 토대로 계류시스템 제어를 위한 판단기준이 되는 풍속, 파고 및 파주기 등의 주요 외력조건별 고위험, 위험 및 보통 위험 등 3단계의 리스크 매트릭스(Risk Matrix)를 작성하여, 계류시스템 제어를 위한 판단기준이 되는 위기관리 대응매뉴얼로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

In the past, various research on the effects of waves generated by ships has been investigated. The most noticeable effect of the waves generated by a passing ship is the increase of the hydrodynamic forces and the unwanted large motion of the moored ship and high mooring forces that occur. Thus, it is crucial to investigate the effect of the waves generated by the passing ship near port on the motion of the moored ship and the tension of the mooring lines. A model test was performed with virtual ship-generated waves in a square tank at CWNU (Changwon National University). The IMU (Inertial Measurement Unit) and Optical-based system were used to measure the 6DOF (Six Degrees of Freedom) motion of the moored floater. Additionally the tension of mooring lines were measured by the tension gauges. The effects of the wave direction and wave height generated by the virtual ship-generated waves on the motion of the moored floater were analyzed.

최근 지구온난화의 영향으로 지구가 불안정기에 접어들어 지구적 규모의 재해가 자주 발생하고 있는 가운데, 어떻게 하면 이러한 재해를 예방하고, 피해를 최소화 할 것인지에 대해 고려해 봐야 할 시점이다. 특히 거대지진에 의한 쓰나미의 발생을 경고하고 있는 상황이기 때문에 쓰나미에 의한 계류선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 또한 항내 계류선박의 장주기 동요에 동반하는 선체동요로 인하여 하역중지나 계류시설의 손상에 관한 문제가 보고되었다. 이러한 장주기 동요의 주요 발생 원인이 항내 장기주파와 계류선박의 고유주기가 일치하는 공진현상에 의한 것으로, 수조실험을 통해 공진현상의 계류선박에의 동요영향을 파악하였다. 그리고 쓰나미의 내습으로 인한 항만내 계류중인 선박의 거동에 대한 수치 시뮬레이션을 행하여 공진주기파를 고려한 선박운동에의 영향 및 계류하중을 실험적으로 평가한다.

최근 거대 지진에 의한 쓰나미 발생 확률이 대단히 높다고 경고하고 있다 특히, 항만내의 선박 운용이라는 관점에서, 쓰나미에 의한 막대한 재산 및 인명 피해가 염려되기 때문에 쓰나미에 의한 계류 선박의 영향을 고려하는 것은 대단히 중요한 일이다. 쓰나미가 발생하면 항만 부근에서 입출항중의 선박은 표류를 시작하게 되며, 계류중인 선박도 계류색이 절단되어 표류에 이를 가능성이 높다. 또한, 좌초 및 안벽 충돌 등에 의한 엄청난 사고가 발생할 가능성이 존재한파. 한편, 쓰나미는 수분 정도의 성분파를 포함하고 있기 때문에 계류 선박의 장주기 운동과 공진할 가능성이 높으며, 쓰나미의 유속은 항내에서 발생하는 조류에 비해 대단히 크기 때문에 른 항력이 선박에 작용할 가능성이 있다. 본 연구에서는 대규모 쓰나미의 내습으로 인한 선박 운동의 관점에서 수치 시뮬레이션 과정을 검토하고, 선박 운동에의 영향 및 계류 하중을 수치실험으로 평가한다.

일점계류된 선박의 외력에 의한 불안정 거동을 경감시키는 방법에 대하여 검토하였다. 계류된 선박의 수치계산 시뮬레이션을 위해 조종운동방정식을 사용하였고, 선박에 가해지는 외력으로는 풍력과 파강제력이 고려되었다. 파강제력은 3차원특이점분포법에서 얻어진 주파수전달함수로부터 시간영역해석법을 적용하였고, 풍력은 OCIMF(1994)에서 제시한 값을 사용하였다. 계류된 선박의 안전대책으로 바우스러스터를 이용한 제어방법, 두 번째 묘를 이용한 굴레(Birdle)를 씌우는 묘박법이 검토되었다.

계류된 선박의 시뮬레이션을 위해 조종방정식을 사용하였고, 파 중의 선박에 가해지는 파강제력은 3차원 특이점 분포법에서 얻어진 주파수 전달함수로부터 시간영역해석법을 적용하였다. 운동을 유발하는 입사파의 주기와 동일한 선형 파강제력과 성분파 주파수의 차이에 기인하는 장주기 표류력을 외력항에 고려하였다. 규칙파와 불규칙 중에서의 선박의 거동을 비교하여 계류 중 선박에 발생할 수 있는 SLEW MOTION에 불규칙파 및 비선형 파강제력이 미치는 영향을 고찰하였다.