해저생산플랜트 설치 해석을 위한 수치 시뮬레이션 기술 개발

Abstract

심해 설치 작업의 안전은 실해역에 가기전에 다양한 방법으로 검증 될 필요성이 있다. 최근에는 수치시뮬레이션 기법을 활용하여 설치 설계단계에서 발생할 수 있는 위험한 상황들을 선행적으로 체크할 수 있으며, 또한 설치 공법의 작업 가용성 및 효용성을 검토할 수 있다. 본 연구에서는 해저생산플랜트에 대한 설치 해석을 수행할 수 있는 수치 시뮬레이션 기술 개발 결과에 대해 제시하였다. 설치 시뮬레이션은 시간영역 다수 부유체 동역학을 기반으로 하여, 수중 설치 장비의 동적거동 해석을 수행하며, 계류 및 크레인 와이어 등의 연결 요소에 대한 모델링을 지원한다. 적용 문제로는 해상 크레인선을 이용한 심해 설치 작업 중에 운반선으로부터 들어 올리는 단계, 파랑영역을 통과하여 하강시키는 단계, 깊은 심해로 내리는 단계, 해저면에 착지하는 단계로 구분하여 설치해석을 진행하였다. 각 단계에서 다양한 파조건에서의 설치구조물의 거동, 크레인 와이어 장력 등의 설치 작업 안전성을 검토하였으며, 심해 하강작업 중의 공진수심에서의 거동특성을 관찰할 수 있었다. 또한 DP 설치선을 활용하였을 때의 설치 작업 시뮬레이션을 수행하였다. 마지막으로 개발된 수치기법을 활용하여 다양한 심해 설치 공법에 대한 적용 예로서 Pedulous Installation Method와 Pencil Buoy method에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하였다.을 검토할 수 있다. 본 연구에서는 해저생산플랜트에 대한 설치 해석을 수행할 수 있는 수치 시뮬레이션 기술 개발 결과에 대해 제시하였다. 설치 시뮬레이션은 시간영역 다수 부유체 동역학을 기반으로 하여, 수중 설치 장비의 동적거동 해석을 수행하며, 계류 및 크레인 와이어 등의 연결 요소에 대한 모델링을 지원한다. 적용 문제로는 해상 크레인선을 이용한 심해 설치 작업 중에 운반선으로부터 들어 올리는 단계, 파랑영역을 통과하여 하강시키는 단계, 깊은 심해로 내리는 단계, 해저면에 착지하는 단계로 구분하여 설치해석을 진행하였다. 각 단계에서 다양한 파조건에서의 설치구조물의 거동, 크레인 와이어 장력 등의 설치 작업 안전성을 검토하였으며, 심해 하강작업 중의 공진수심에서의 거동특성을 관찰할 수 있었다. 또한 DP 설치선을 활용하였을 때의 설치 작업 시뮬레이션을 수행하였다. 마지막으로 개발된 수치기법을 활용하여 다양한 심해 설치 공법에 대한 적용 예로서 Pedulous Installation Method와 Pencil Buoy method에 대한 시뮬레이션 결과를 제시하였다.