계류 모형시험을 위한 절단계류계 초기설계 및 자동화

Abstract

부유식 에너지 생산 해양플랜트는 파도, 바람, 조류에도 밀려가지 않고 제 위치에서 안정적인 생산을 하기 위해 위치 유지 능력이 중요하다. 대부분은 설계기간 동안 한 곳에서 운용되며, 추진 시스템이 없이, 전통적인 체인 계류, 또는 와이어 등을 동반하는 체인 복합 계류 시스템을 위치 유지 방법으로 선택한다. 계류시스템의 안정성을 평가함에 모형시험이 가장 대표적이고 정확하다 알려져 있으나, 모형 수조에서 정확한 형상적 상사를 맞출 수 없어 대부분 절단 계류 설계를 피할 수 없다. 수심 1,000m 정도수심의 부유식 해양플랜트와 1/60 모형비를 가정하여도, 17m의 수심이 확보되는 해양수조가 있어야 원형 형상 그대로 계류 모형시험이 가능하다. 그러한 수조가 존재 한다 해도 앵커 반경을 동시에 만족할 수 없다. 수심이 더 낮다 하여도, 저수심에서는 수심의 10배 이상의 계류반경을 갖기도 하여, 해저면에 길게 배치된 계류선을 해양수조에서 그대로 반영할 수 없다. 본 연구에서는 모형시험 단계에서 피할 수 없는 절단 계류에서, 형상적 상사 문제를 논하였다. 또한 절단 계류 설계에서 피할 수 없는 반복 해석을 줄이기 위해, 헤석을 자동으로 수행할 수 있는 모듈을 개발하고 계류계 개발에 적용하였다. 최적안을 도출하기 위해 계류계 입력값 생성, GUI 기반 계류계 해석 상용 프로그램, 변수값 입력 및 마우스 작업의 매크로 , 후처리, 출력 파일 분석 등이 자동으로 이루어지도록 하였다. 계류해석은 산업계에서 널리 사용되고 있는 BV의 Ariane을 이용하였다. 모든 단계가 자동으로 진행되기 위해 각종 변환 프로그램을 작성하여 해석 단계별로 입력파일과 결과파일을 전달하도록 하였다.